探究小組利用傳感器研究小球在擺動過程中的機械能守恒規(guī)律，實驗裝置如圖1所示．在懸點處裝有拉力傳感器，可記錄小球在擺動過程中各時刻的拉力值．小球半徑、擺線的質量和擺動過程中擺線長度的變化可忽略不計．實驗過程如下：
①測量小球質量m,擺線長L；
②將小球拉離平衡位置某一高度處無初速度釋放，在傳感器采集的數(shù)據中提取最大值為F，小球擺到最低點時的動能表達式為 12（F-mg）L12（F-mg）L．（用上面給定物理量的符號表示）；
③改變釋放高度h,重復上述過程，獲取多組擺動高度h與對應過程的拉力最大值F的數(shù)據，在F-h坐標系中描點連線：
④通過描點連線，發(fā)現(xiàn)h與F成線性關系，如圖2所示，可證明小球擺動過程中機械能守恒．
⑤根據F-h圖線中數(shù)據，可知小球質量m=0.100.10kg,擺線長L=0.800.80m（計算結果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度g=10m/s2）
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【考點】驗證機械能守恒定律．
【答案】（F-mg）L；0.10；0.80
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【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：70引用：6難度：0.7
相似題
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1．某物理興趣小組用如圖所示裝置探究自由落體運動的規(guī)律。
（1）下面是該小組實驗時的操作步驟，正確的順序為 。
A．將鐵架臺放在水平桌面上，把打點計時器固定在鐵架臺上
B．安放紙帶
C．松開紙帶讓重錘帶著紙帶下落
D．接通電源
（2）該小組按上述步驟打出一條紙帶，他們在紙帶上取連續(xù)的7個點進行研究，并用刻度尺測出相鄰兩點之間的距離，x1=0.59cm,x2=0.97cm,x3=1.35cm,x4=1.74cm,x5=2.11cm,x6=2.49cm,電磁打點計時器的電源頻率為50Hz。
①根據實驗數(shù)據計算，該重錘自由下落的加速度是 m/s2（保留3位有效數(shù)字）。
②已知當?shù)氐闹亓铀俣葹?.80m/s2，請列出測量值與當?shù)刂亓铀俣戎涤胁町惖囊粋€原因 。
發(fā)布：2024/12/30 2:0:2組卷：18引用：3難度：0.7 -
2．某同學用如圖甲所示的實驗裝置“驗證機械能守恒定律”，實驗所用的電源為學生電源，可以提供輸出電壓為8V的交變電流和直流電，交變電流的頻率為50Hz。重錘從高處由靜止開始下落，電磁打點計時器在紙帶上打出一系列的點，對紙帶上的點測量并分析，即可驗證機械能守恒定律。
（1）他進行了下面幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器材；
B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上；
C．用天平測出重錘的質量；
D．先接通電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶；
E.測量紙帶上某些點間的距離；
F.根據測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的功能
其中沒有必要進行的步驟是 ，操作不當?shù)牟襟E是 。（均填步驟前的選項字母）
（2）這位同學進行正確測量后挑選出一條點跡清晰的紙帶進行測量分析，如圖乙所示，其中O點為起始點，A、B、C、D、E、F為六個計數(shù)點，根據紙帶上的測量數(shù)據，可得出打B點時重錘的速度為 m/s,若重錘的質量為1.0kg,從O點下落到B的過程中重力勢能的減少量為 J。O點下落到B的過程中動能增加量為 J（g=9.8m/s2，計算結果均保留3位有效數(shù)字）
（3）他根據紙帶上的數(shù)據算出各點的速度v,量出下落距離h,并以為縱軸、h為橫軸畫出的圖像應是下圖丙的 （填選項字母）。v22
發(fā)布：2024/12/29 23:0:1組卷：10引用：4難度：0.6 -
3．用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點痕進行測量，即驗證機械能守恒定律．
①下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器件；
B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上；
C．用天平測出重錘的質量；
D．釋放懸掛紙帶的夾子，同時接通電源開關打出一條紙帶；
E．測量紙帶上某些點間的距離；
F．根據測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．
其中沒有必要進行的或者操作不當?shù)牟襟E是（將其選項對應的字母填在橫線處）
②利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值．如圖2所示，根據打出的紙帶，選取紙帶上的連續(xù)的五個點A、B、C、D、E，測出A距起始點O的距離為s0，點AC間的距離為s1，點CE間的距離為s2，使用交流電的頻率為f,根據這些條件計算重錘下落的加速度a=．
③在上述驗證機械能守恒定律的實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能總是大于重錘動能的增加，其原因主要是因為在重錘下落的過程中存在阻力作用，可以通過該實驗裝置測阻力的大小．若已知當?shù)刂亓铀俣裙J的較準確的值為g,還需要測量的物理量是．試用這些物理量和圖2紙帶上的數(shù)據符號表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小F=．發(fā)布：2024/12/29 23:0:1組卷：9引用：4難度：0.7
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