9.某活动小组利用图甲装置验证机械能守恒定律。钢球自由下落过程中,先后通过光电门A、B,计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为tA、tB。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出两光电门间的距离为h,钢球直径为D,当地的重力加速度为g。
(1)用20分度的游标卡尺测量钢球的直径,读数如图乙所示,钢球直径为D= cm 。
(2)要验证机械能守恒,只要比较 。
A.D2()与gh是否相等
B.D2()与2gh是否相等
C.D2()与gh是否相等
D.D2()与2gh是否相等
(3)钢球通过光电门的平均速度 (选填“>”或“<”)钢球球心通过光电门的瞬时速度,由此产生的误差 (选填“能”或“不能”)通过增加实验次数减小。
12.物理小组的同学用如图所示的实验器材测定重力加速度,实验器材有:底座、带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器,小球释放器(可使小球无初速释放)、网兜。实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2的时间t,并从竖直杆上读出两光电门间的距离h。则:
(1)如图所示,用游标卡尺测量小球的直径,则小球直径为__________cm。
(2)保持光电门2的位置不变,改变光电门1的位置,小球经过光电门2的速度为v,不考虑空气阻力,小球的加速度为重力加速度g,则h、t、g、v四个物理量之间的关系为h=________________。
(3)根据实验数据作出-t图线,若图线斜率的绝对值为k,根据图线可求出重力加速度大小为___________。
13.某同学利用如甲图所示装置测定当地的重力加速度。图中A、B、C、D各点间的距离分别为l1、l2、l3,先将光电门固定于A处,通过电磁铁控制一直径为d的小球每次都从O点释放,在小球经过光电门时,计时器记录下时间tA;依次将光电门置于B、C、D各处,每次均将小球从O点释放,得到时间tB、tC、tD。(1)如图乙用游标卡尺测量小球的直径d为 mm;
(2)小球通过A处的速度表达式为vA= (用字母表示)
22. 在“验证机械能守恒定律”实验中,某研究小组采用了如图甲所示的实验装置。实验的主要步骤是:在一根不可伸长的细线一端系一金属小球,另一端固定于0点,记下小球静止时球心的位置0',在O'处放置一个光电门,现将小球拉至球心距O'高度为h 处由静止释放,记下小球通过光电门时的挡光时间Δt。
(1)如图乙,用游标卡尺测得小球的直径d=____cm
(2)该同学测出一组数据如下:高度h=0.2 m,挡光时间Δt=0.0052 s,设小球质量为m,g=9.8 m/s2 。计算小球重力势能的减小量ΔEp=______,动能的增加量ΔEk=______,得出的结论: ______,分析误差产生的原因是______。
(1)0.950 (2)D (3)< 不能
(1)读数:20分度游标卡尺的精度为0.05,整刻度为9mm,游标尺第10格对准,所以读数=9mm+10×0.05mm=9.50mm=0.950cm。
(2)根据机械能守恒有:mvB2=mgh+mvA2,因为vB= ,vA=,所以=2gh+,所以D2(-)=2gh,故选D
(3)设小球上、下边缘经过光电门的瞬时速度分布为v0,vt,小球圆心通过光电门的瞬时速度为v
1、考查游标卡尺的读数:若用x表示由主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数,则记录结果表达为(x+K×精确度)mm。
2、考查机械能守恒的表达式。
3、考查平均速度的公式: ,及中间位移的速度的计算。
4、考查系统误差与偶然误差的特点。
1、首先看游标卡尺的格数,明确游标卡尺的精确度,读出整刻度,再加上游标尺对准格数乘以精度,得到读数。
2、根据机械能守恒的基本表达式,写出验证机械能守恒的表达式。
3、设出小球上边缘,下边缘及小球中心通过光电们的瞬时速度,根据平均速度及中间位移速度公式,比较大小。
1、读数时容易误认为游标尺的左边缘所对刻度为整刻度,应该是游标尺的0刻度所对刻度是整刻度。
2、容易误认为系统误差可以通过增加实验次数减小。