當(dāng)前位置：
試題詳情
如圖甲所示的裝置叫做阿特伍德機(jī)，是英國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特伍德（G，Atwood1746-1807）創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實驗裝置，用來研究勻變速直線運動的規(guī)律．某同學(xué)對該裝置加以改進(jìn)后用來驗證機(jī)械能守恒定律，如圖乙所示．
（1）實驗時，該同學(xué)進(jìn)行了如下步驟：
①將質(zhì)量均為M（A的含擋光片、B的含掛鉤）的重物用繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，測量出 擋光片中心擋光片中心（填“A的上表面”、“A的下表面”或“擋光片中心”）到光電門中心的豎直距離h.
②在B的下端掛上質(zhì)量為m的物塊C，讓系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）中的物體由靜止開始運動，光電門記錄擋光片擋光的時間為Δt.
③測出擋光片的寬度d,計算有關(guān)物理量，驗證機(jī)械能守恒定律．
（2）如果系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）的機(jī)械能守恒，應(yīng)滿足的關(guān)系式為 mgh=12（2M+m）（dΔt）2mgh=12（2M+m）（dΔt）2（已知重力加速度為g）
（3）引起該實驗系統(tǒng)誤差的原因有 重物運動受到阻力作用重物運動受到阻力作用（寫一條即可）．
（4）驗證實驗結(jié)束后，該同學(xué)突發(fā)奇想：如果系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）的機(jī)械能守恒，不斷增大物塊C的質(zhì)量m,重物B的加速度a也將不斷增大，那么a與m之間有怎樣的定量關(guān)系？a隨m增大會趨于一個什么值？請你幫該同學(xué)解決：
①寫出a與m之間的關(guān)系式：a=mg2M+ma=mg2M+m（還要用到M和g）；
②a的值會趨于 重力加速度g重力加速度g．
1
2
d
Δ
t
1
2
d
Δ
t
mg
2
M
+
m
mg
2
M
+
m
【考點】驗證機(jī)械能守恒定律．
【答案】擋光片中心；mgh=（2M+m）（）2；重物運動受到阻力作用；a=；重力加速度g
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2
d
Δ
t
mg
2
M
+
m
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/11/1 8:0:2組卷：2引用：1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(jìn)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(jù)實驗數(shù)據(jù)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(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.80m/s2，請列出測量值與當(dāng)?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(xué)用如圖甲所示的實驗裝置“驗證機(jī)械能守恒定律”，實驗所用的電源為學(xué)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(jī)械能守恒定律。
（1）他進(jìn)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(zhì)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(jù)測量的結(jié)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(jìn)行的步驟是 ，操作不當(dāng)?shù)牟襟E是 。（均填步驟前的選項字母）
（2）這位同學(xué)進(jìn)行正確測量后挑選出一條點跡清晰的紙帶進(jìn)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(jù)紙帶上的測量數(shù)據(jù)，可得出打B點時重錘的速度為 m/s,若重錘的質(zhì)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(jié)果均保留3位有效數(shù)字）
（3）他根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)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(yīng)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(jī)械能守恒定律．實驗所用的電源為學(xué)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(jìn)行測量，即驗證機(jī)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(zhì)量；
D．釋放懸掛紙帶的夾子，同時接通電源開關(guān)打出一條紙帶；
E．測量紙帶上某些點間的距離；
F．根據(jù)測量的結(jié)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(jìn)行的或者操作不當(dāng)?shù)牟襟E是（將其選項對應(yīng)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(jù)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(jù)這些條件計算重錘下落的加速度a=．
③在上述驗證機(jī)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?。粢阎?dāng)?shù)刂亓铀俣裙J(rèn)的較準(zhǔn)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(jù)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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