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时间:2018-09-22
《力学实验(2)——应用性和验证性实验》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、力学实验(2)——应用性和验证性实验丢分提示1.不会应用力学实验中的关键型器材。2.不会总结验证性实验的结论。3.不会利用图像分析处理数据。4.不会分析器材使用过程中的误差。丢分题精析一.掌握力学实验中的关键型的使用(打点计时器、游标卡尺等)【例1】某同学在一次实验中,用打点计时器(频率为50Hz,即每0.02s打一个点)记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻计数点间还有4个点未画出。其中x1=7.05cm、x2=7.67cm、x3=8.29cm、x4=8.91cm、x5=9.53cm、x6=10.15cm。
2、图1-4-10(1)关于接通电源和释放纸带的次序,下列说法正确的是________。A.先接通电源,后释放纸带B.先释放纸带,后接通电源C.释放纸带同时接通电源D.先接通电源或先释放纸带都可以(2)各相邻计数点间的时间间隔T=________s。(3)小车运动的平均速度为________m/s,在F点的瞬时速度为________m/s。(保留2位有效数字)【答案】(1)A (2)0.1 (3)0.86 0.98【解析】(1)应先接通电源,等打点稳定后再释放纸带,A正确。(2)由交流电的频率为50Hz,知两相邻两点的时间间隔为0.02s,每隔4个点取一个计数点,则计
3、数点间的时间间隔Δt=5T=0.1s(3)由平均速度公式=得:==cm/s=86cm/s=0.86m/s。又F点的瞬时速度近似等于EG段的平均速度vF=EG==cm/s=98cm/s=0.98m/s。【点评】力学实验中几个关键性的器材的使用是高考的重要考点,如:打点计时器、游标卡尺、气垫导轨、光电门等。既要弄清使用方法、注意事项,还要会分析处理测量的结果。二.验证性实验结论的总结【例2】8.用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中:(1)运用公式=mgh对实验条件的要求是________,为此,所选择的纸带第1、2两点间的距离应接近________。(2)若实验中所
4、用重物的质量m=1kg.打点纸带如图所示,打点时间间隔为0.02s,则记录B点时,重物速度vB=________,重物动能Ek=________,从开始下落起至B点时重物的重力势能减少量是________,由此可得出的结论是_______________________(g取9.8m/s2)。(3)根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落距离h,则以为纵轴、以h为横轴画出的图象应是如下图中的________。8.答案:(1)打第一个点时重物的初速度为零 2mm (2)0.59m/s 0.17J 0.17J 机械能守恒 (3)C解析:(1)物体自由下落时,在0.02
5、s内的位移应为h=gT2=×9.8×(0.02)2m≈2mm,所以对实验条件的要求是打第一个点时重物的初速度为零。(2)vB==m/s=0.59m/s,此时重物的动能为Ek=mv=×1×(0.59)2J≈0.17J,重物的重力势能减少量为ΔEp=mgh=1×9.8×17.6×10-3J≈0.17J,故机械能守恒。(3)由机械能守恒定律可知,mgh=mv2,即验证机械能守恒定律成立,只需验证v2=gh即可。如以纵坐标为、横坐标为h,则图象应为过原点,且斜率为g的直线,故C图正确。【答案】三.利用图像得到结论【例3】9.现要通过实验验证机械能守恒定律,实验装置如图所示
6、:水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到导轨底端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A、B两点间的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度.完成下列填空和作图:(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为________,动能的增加
7、量可表示为________.若在运动过程中机械能守恒,与s的关系式为=________。(2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一点(A点)下滑,测量相应的s与t值,结果如下表所示:12345s/m0.6000.8001.0001.2001.400t/ms8.227.176.445.855.43/104s-21.481.952.412.923.39以s为横坐标,为纵坐标,在图中的坐标纸上描出第1和第5个数据点;根据5个数据点作直线,求得该直线的斜率k=________×104m-1·s-2(保留3位有效数字)。由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出-s直线的
8、斜率k0,
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