9.用如圖1所示的裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗.

(1)除了圖中所示的器材外,下列器材哪個是完成該實驗所必須的?B
A.秒表B.刻度尺C.天平D.游標(biāo)卡尺
(2)某實驗小組打出了三條紙帶,發(fā)現(xiàn)有一條紙帶上第一個和第二個打點間的距離大約是5mm,已知交流電源的頻率f=50Hz,出現(xiàn)這種情況可能的原因是D.
A.重錘的質(zhì)量過大
B.電源電壓偏大
C.打點計時器沒有豎直固定
D.先釋放紙帶后接通打點計時器電源
(3)某同學(xué)按照正確的操作得到如圖2所示的紙帶.其中打O點時釋放重物,A、B、C為三個計數(shù)點,在計數(shù)點A和B、B和C之間還各有一個點.該同學(xué)用刻度尺測量O點到A、B、C三點的距離分別為h1、h2、h3.已知打點計時器的電源頻率為f,重物質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間.則打下B點時重物的速度為$\frac{({h}_{3}-{h}_{1})f}{4}$,OB段動能增加量為$\frac{m({h}_{3}-{h}_{1})^{2}{f}^{2}}{32}$,重力勢能減少量為mgh2.如果在誤差允許的范圍內(nèi),動能的增加量等于重力勢能的減少量,即可驗證機械能守恒.
(4)在實際驗證的過程中,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)動能的增加量略小于重力勢能的減少量.導(dǎo)致這一問題的出現(xiàn),下面分析合理的是B.
A.所用重錘的質(zhì)量太大
B.重錘和紙帶下落時受到了空氣阻力和摩擦阻力
C.交流電的實際頻率大于50Hz
D.這一誤差為偶然誤差,多次實驗即可減小誤差.

分析 (1)根據(jù)實驗的原理確定所需測量的物理量,從而確定所需的物理器材;
(2)抓住第一、二點間的距離大于自由落體運動第、二點間的距離,分析產(chǎn)生這種情況的原因;
(3)根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度,從而得出動能的增加量,根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量.
(4)由于阻力的存在,動能的增加量略小于重力勢能的減小量,該誤差無法避免,只能減小阻力的影響,減小誤差.

解答 解:(1)打點計時器可以直接記錄時間,不需要秒表測量時間,驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等,兩端都有質(zhì)量,可以約去,不需要天平測量質(zhì)量.測量點跡間的距離運用刻度尺,故選:B.
(2)若初速度為零,重錘的運動可以視為自由落體,則第一、二點間的距離大約2mm,而紙帶上第一個和第二個打點間的距離大約是5mm,可知初速度不為零,實驗時先釋放紙帶后接通打點計時器電源,故選:D.
(3)B 點的瞬時速度${v}_{B}=\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2×2T}$=$\frac{({h}_{3}-{h}_{1})f}{4}$,OB段動能增加量為$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}m×\frac{({h}_{3}-{h}_{1})^{2}{f}^{2}}{16}$=$\frac{m({h}_{3}-{h}_{1})^{2}{f}^{2}}{32}$,重力勢能的減小量△Ep=mgh2
(4)在實際驗證的過程中,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)動能的增加量略小于重力勢能的減少量,是因為重錘和紙帶下落時受到了空氣阻力和摩擦阻力,這一誤差為系統(tǒng)誤差.故B正確,A、C、D錯誤.
故答案為:(1)B,(2)D,(3)$\frac{({h}_{3}-{h}_{1})f}{4}$,$\frac{m({h}_{3}-{h}_{1})^{2}{f}^{2}}{32}$,mgh2,(4)B.

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理和誤差產(chǎn)生的原因,掌握紙帶的處理方法,會根據(jù)紙帶求解瞬時速度,從而得出動能的增加量,會根據(jù)下降的高度求解重力勢能的減小量.

練習(xí)冊系列答案
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A.該交流電的周期T=2s
B.電壓表的示數(shù)為55$\sqrt{2}$V
C.僅減弱光敏電阻R的光照強度,則原線圈輸入功率減小
D.僅減弱光敏電阻R的光照強度,則L1變暗、L2將變亮

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4.如圖為探究機械能守恒的實驗原理圖,請回答:
(1)實驗產(chǎn)生誤差的原因有重錘的質(zhì)量不夠大;紙帶與打點計時器夾之間存在摩擦力等.(任寫1條)
(2)請簡單敘述如何驗證機械能守恒.首先,盡量選擇第一點和第二點之間的距離為2mm的地方,然后任意選擇一點較遠(yuǎn)的位置,通過紙帶計算的方法算出速度$v=\frac{{x}_{n}+{x}_{n+1}}{2T}$,在量出初始點到最遠(yuǎn)點的距離h,此后,只要近似滿足gh=$\frac{1}{2}{v}^{2}$即可驗證機械能守恒..(注:請包含必要的公式、文字說明)

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14.如圖甲所示電路中,電感為L的線圈與電流表A串聯(lián)后接在交流電源上,當(dāng)電路中通過如圖乙所示正弦式交變電流時,下列說法中正確的是(  )
A.電流表讀數(shù)為5A
B.L越大,電感對交流電阻礙作用越大
C.t=2×10-2s時,線圈中的自感電動勢最小
D.t=2×10-2s時,線圈中電流的磁場最強

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1.某同學(xué)嘗試測量一小滑塊和長度為0.5m的木板BC間的動摩擦因數(shù)μ.首先,他把半徑為R的四分之一圓弧軌道AB固定在水平桌面上,如圖甲所示,將小滑塊從A端由靜止釋放,小滑塊落在地面上某點(不反彈),測出軌道B端離地面的高度h、B端到小滑塊的落點的水平距離x1,然后,他把圓弧軌道AB和木板BC連接并固定在桌面上,將小滑塊仍然從A端由靜止釋放,最后的落點到C端的水平距離為x2,如圖乙所示.已知重力加速度大小為g.回答下列問題:

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(2)若測出h=0.500m、x1=1.000m、x2=0.800m,則μ=0.32.
(3)下列說法正確的是AC.
A.桌面必須保持水平
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C.讓小滑塊從A端釋放多次,得到平均落點,能減小實驗誤差
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