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(1)验证“力的平行四边形法则”实验如图所示,A为固定橡皮的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB、OC为细绳子,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.图甲中弹簧秤B的读数为N;图
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(1)验证“力的平行四边形法则”实验如图所示,A为固定橡皮的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB、OC为细绳子,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.图甲中弹簧秤B的读数为______N;图乙中的F和两力中,方向一定沿OA方向的是______;本实验采用的科学方法是______.
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
(2)某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律.频闪仪每隔0.05s闪光一次,图丙中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8m/s2,小球质量m=0.2kg,结果保留三位有效数字):
①由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=______m/s.
②从t2到t5时间内,重力势能增量△Ep=______J,动能减少量△Ek=______J.
③在误差允许的范围内,若△Ep与△Ek近似相等,从而验证了机械能守恒定律.由上述计算得△Ep______△Ek(选填“>”“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是______.
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
(2)某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律.频闪仪每隔0.05s闪光一次,图丙中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8m/s2,小球质量m=0.2kg,结果保留三位有效数字):
时刻 | t2 | t3 | t4 | t5 |
速度(m/s) | 5.59 | 5.08 | 4.58 |
②从t2到t5时间内,重力势能增量△Ep=______J,动能减少量△Ek=______J.
③在误差允许的范围内,若△Ep与△Ek近似相等,从而验证了机械能守恒定律.由上述计算得△Ep______△Ek(选填“>”“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是______.
▼优质解答
答案和解析
(1)图甲中弹簧秤B的读数为:11N+0.40N=11.40N;
F1与F2的合力的实际值为一个弹簧拉绳套时的弹簧的弹力大小和方向,而理论值是通过平行四边形定则得到的值F′.因此方向一定沿AO方向的是F.
该实验中采用的科学方法是等效替代法.故B正确,A、C、D错误.
(2)①在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,所以有:
v5=
=4.08 m/s
②根据重力做功和重力势能的关系有:
△Ep=mg(h2+h3+h4)=0.2×10×(26.68+24.16+21.66)×10-2 J=1.42J
在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,所以有:
v2=
=5.59 m/s
△Ek=
m(v22-v52)=
×0.2×[(5.59)2-(4.08)2]J=1.46 J.
③由上述计算得△Ep<△Ek,由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在,导致动能减小量没有全部转化为重力势能.
故答案为:(1)①11.4;②F; ③B; (2)①4.08;②1.42; 1.46 ③<;由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在.
F1与F2的合力的实际值为一个弹簧拉绳套时的弹簧的弹力大小和方向,而理论值是通过平行四边形定则得到的值F′.因此方向一定沿AO方向的是F.
该实验中采用的科学方法是等效替代法.故B正确,A、C、D错误.
(2)①在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,所以有:
v5=
0.2166+0.1914 |
2×0.05 |
②根据重力做功和重力势能的关系有:
△Ep=mg(h2+h3+h4)=0.2×10×(26.68+24.16+21.66)×10-2 J=1.42J
在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,所以有:
v2=
0.2668+0.2918 |
2×0.05 |
△Ek=
1 |
2 |
1 |
2 |
③由上述计算得△Ep<△Ek,由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在,导致动能减小量没有全部转化为重力势能.
故答案为:(1)①11.4;②F; ③B; (2)①4.08;②1.42; 1.46 ③<;由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在.
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