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利用計算機和力傳感器可以比較精確地測量作用在掛鉤上的力，并能得到掛鉤所受的拉力隨時間的變化圖像，實驗過程中掛鉤位置可認為不變。某同學利用力傳感器和單擺來驗證機械能守恒，實驗步驟如下：
①如圖甲所示，固定力傳感器M，并在掛鉤的正下方固定一個小圓環（環中的光滑小孔O剛好夠一根細線穿過）。
②取一根不可伸長的細線，一端固定一個小鐵球，另一端穿過小孔O固定在傳感器的掛鉤上。
③讓小鐵球處于靜止狀態，從計算機中得到拉力隨時間的關系圖像如圖乙所示。
④讓小球以較小的角度在豎直平面內的A、B之間擺動，從計算機中得到拉力隨時間的關系圖像如圖丙所示。
請回答以下問題：
（1）由圖中數據可求得小孔O到小鐵球球心的距離為      m。（計算時取g≈π²）
（2）為了驗證小球在最高點A和最低點C處的機械能是否相等，則（    ）
A．一定得測出小球的質量m
B．一定得測出細線離開豎直方向的最大偏角β
C．一定得知道當地重力加速度g的大小
D．只要知道圖中的F₀、F₁、F₂的大小
（3）若已經用實驗測得了第（2）小題中所需測量的物理量，則為了驗證小球在最高點A和最低點C處的機械能是否相等，只需驗證等式       是否成立。（用題中所給物理量的符號來表示）

（1）1.0 （2）D （3）3F₀=F₁+2F₂

略

練習冊系列答案

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相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，光滑水平軌道與光滑圓弧軌道相切，輕彈簧的一端固定在軌道的左端，OP是可繞O點轉動的輕桿，且擺到某處就能停在該處；另有一小鋼球。現在利用這些器材測定彈簧被壓縮時的彈性勢能。

圖1
（1）還需要的器材是、。
（2）以上測量實際上是把對彈性勢能的測量轉化為對能的測量，進而轉化為對和的直接測量。
（3）為了研究彈簧的彈性勢能與勁度系數和形變量的關系，除以上器材外，還準備了兩個輕彈簧，所有彈簧的勁度系數均不相同。試設計記錄數據的表格。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

（8分）
（1）（4分）如圖所示，甲圖中螺旋測微器的讀數為 mm，乙圖中游標卡尺（游標尺規格為20分度）的讀數為 cm．

（2）（4分）用電磁打點計時器記錄一小車做勻變速直線運動的紙帶，如圖所示。圖中1、2、3、4、5是每隔0.1s所取的計數點，由實驗數據可知，小車運動的加速度大小為 m/s²，小車通過計數點2的瞬時速率為 m/s。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

（18分）
（1）在用單擺做簡諧運動測定重力加速度的實驗時：

①組裝單擺時，實驗室有長約100 cm和30 crn的兩種細線，應該選擇長約 cm的細線。
②用擺長

L和周期T計算重力加速度的公式是g= 。
③實驗中，用米尺測量出懸線長度為

，用游標卡尺測量出小鋼球的直徑為d，則擺長L= 。
④實驗中待小鋼球擺動穩定后，現要測量小鋼球運動的周期。甲同學從小鋼球某次通過平衡位置時開始計時，數出以后小鋼球通過平衡位置的次數n，用停表記下所用的時間t；乙同學從小鋼球某次通過平衡位置時開始計時，并將這次通過平衡位置時記為1，將小鋼球第二次沿同一方向通過平衡位置時記為2，第

三次沿同一方向通過平衡位置時記為3，以此類推，一直數到

，同時按下停表，停表的顯示時間為

。你選擇哪位同學的實驗方法，并寫出對應的單擺的周期表達式：。
（2）在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗時，所使用的電流表內阻約為幾歐，電壓表的內阻約為十幾千歐。實驗中得到了8組數據，在圖甲所示的電流一電壓（I—U）坐標系中，通過描點連線得到了小燈泡的伏安特性曲線。
①請你判斷實驗電路的連接方式，根據你的判斷在虛線框中畫出實驗電路圖，并在圖乙中連線使之為實驗電路。

②根據圖甲，可確定小燈泡的功率P與U²和I²的關系，下列示意圖中正確的是。

③將被測小燈泡與一定值電阻R和電源串聯成如圖丙所示的電路。電源的電動勢為6．0V，內阻為1．0Ω。現測得電路中的電流為0．40A，則定值電阻R所消耗的電功率為W 。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

如圖所示，兩個質量各為m₁、m₂的小物塊A和B, 分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端, 已知m₁>m₂. 現要利用此裝置驗證機械能守恒定律。

（1）若選定物塊A從靜止開始下落的過程進行測量, 則需要測量的物理量有_________.(在橫線上填入選項前的編號)
①物塊的質量m₁、m₂；
②物塊A下落的距離及下落這段距離所用的時間；
③物塊B上升的距離及上升這段距離所用的時間；
④繩子的長度。
（2）為提高實驗結果的準確程度, 某小組同學對此實驗提出以下建議：
①繩的質量要輕；
②在“輕質繩”的前提下，繩子越長越好；
③盡量保證物塊只沿豎直方向運動，不要搖晃
④兩個物塊的質量之差要盡可能小。
以上建議中確實對提高準確度有作用的是____________。（在橫線上填入選項前的編號）
（3）寫出一條上面沒有提到的對提高實驗結果準確程度有益的建議：_________________________________________________________________________。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（6分）在“用單擺測重力加速度”的實驗中，
（1）某同學的操作步驟為：
a．取一根細線，下端系住直徑為d的金屬小球，上端固定在鐵架臺上
b．用米尺量得細線長度l
c．在擺線偏離豎直方向5°位置釋放小球
d．用秒表記錄小球完成n次全振動的總時間t，得到周期T＝t/n
e．用公式

計算重力加速度
按上述方法得出的重力加速度值與實際值相比（選填“偏大”、“相同”或“偏小”）。
（2）已知單擺在任意擺角θ時的周期公式可近似為

，式中T₀為擺角趨近于0°時的周期，a為常數。為了用圖像法驗證該關系式，需要測量的物理量有；若某同學在實驗中得到了如圖所示的圖線，則圖像中的橫軸表示。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

某同學要測量圓柱體的電阻率。他先用20分度的游標卡尺和螺旋測微器測量其長度和直徑，如下圖甲、乙。由圖可知其長度為 cm，直徑為 mm。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

在“用單擺測定重力加速度”的實驗中：
（1）在測定單擺擺長時，下列操作正確的是__________。

A．裝好單擺，抓住擺球，用力拉緊，測出擺線的懸點到擺球球心之間的距離

B．讓單擺自由下垂，測出擺線長度再加擺球直徑

C．取下擺線，測出擺線長度后再加上擺球半徑

D．測出小球直徑，把單擺固定后，讓小球自然下垂，用刻度尺量出擺線的長度，再加上小球半徑

（2）兩個同學利用假期分別去參觀北京大學和香港大學的物理實驗室，各自在那里利用先進的DIS系統較準確地探究了“單擺的周期T與擺長L的關系”，它們通過校園網交換實驗數據，并由計算機繪制了T²～L圖象，如圖甲所示。在北京大學的同學所測實驗結果對應的圖線是________(選填“A”或“B”)。另外，在香港大學的同學繪制了在同一地點做的兩種單擺的振動圖象，如圖乙所示，則兩單擺擺長之比

=__________。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

利用自由落體“驗證機械能守恒定律”的實驗中，下列器材中必要的是（）

A．重物

B．紙帶

C．天平

D．電源

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