- 验证机械能守恒定律
- 共364题
（1）在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图．其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点，已知打点计时器使用的交流电源频率为50Hz，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离分别为9.51cm、12.42cm、15.7cm．
①这三个数据中不符合有效数字读数要求的是______cm，应记作______cm．
②若落体质量为0.1Kg，该同学用它在OB段的运动来验证机械能守恒定律，已知当地的重力加速度g=9.8m/s2，则该过程落体重力势能的减少量为______J，动能的增加量为______J．（均保留3位有效数字）
（2）某待测电阻Rx的阻值大约在130Ω～150Ω之间，实验室有如下器材：
A．电流表A1（量程0.6A、内阻r1约为0.2Ω）
B．电流表A2（量程150mA、内阻r2约为3Ω）
C．电流表A3（量程30mA、内阻r3为10Ω）
D．电压表V（量程15V、内阻RV约为20KΩ）
E．定值电阻R0=30Ω
F．滑动变阻器R，最大阻值约为10Ω
G．电源E（电动势5V、内阻较小）
H．开关S、导线若干
①要尽量准确测量RX的阻值，在上述器材中，应选用的是______．（填器材前序号的字母）
②测量中要求所用电表的读数不得小于量程的一半，请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路．（图中元件用题干中相应的字母标注）
③用已知量和测得的量表示Rx=______，说明式中各字母表示的物理量：______．
正确答案
①毫米刻度尺测量长度，要求估读即读到最小刻度的下一位．
这三个数据中不符合有效数字读数要求的是OC段：15.7，应记作15.70cm．
故答案为：15.7，15.70．
②重力势能减小量△Ep=mgh=9.8×0.1242 J=0.122J
中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小：
vB=
EkB=
故答案为：0.122，0.120．
（2）①根据所给提电源可以估算回路中的电流大于150mA，因此选择电流表A1，由于所提供的电压表量程太大，导致测量不正确，因此需要用已知内阻的电流表和定值电阻进行改装，故选择电流A3、定值电阻R0、另外需要滑动变阻器、电源、开关、导线等．
故答案为：ACEFGH．
②（1）该题中由于滑动变阻器的电阻小于待测电阻同时要求多测数据，因此选用分压接法，在测量电阻两端的电压和流过的电流时，可以采用下面两种方法：
法1：滑动变阻器分压接法．R0与A3串联后与Rx并联，A1测总电流，具体电路图如图一所示；
法2：滑动变阻器分压接法．Rx与A3串联后与R0并联，A1测总电流，具体电路图如图二所示．
r
③若用图一，则电阻Rx两端的电压为U=I3（R0+r3），流过的电流为：I=I1-I3故待测电阻为：Rx=
若用图一，则待测电阻Rx和电流表A3两端的电压为U=（I1-I3）R0，流过的电流为：I=I3所以有：Rx+r=
所以Rx=
故答案为：
如图所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1>m2，现要利用此装置验证机械能守恒定律。
(1)若选定物块A从静止开始下落的过程中进行测量，则需要测量的物理量有____（在横线上填入选项前的编号）；
①物块的质量m1，m2；
②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；
③物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间；
④绳子的长度。
(2)为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：
①绳的质量要轻；
②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；
③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；
④两个物块的质量之差要尽可能小。
以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_____（在横线上填入选项前的编号）。
(3)写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议：_________________。
正确答案
(1)①②或①③
(2)①③
(3)例如：“对同一高度进行多次测量取平均值”“选取受力后相对伸长量尽量小的绳”“尽量减小滑轮的质量”“对滑轮转动轴进行润滑”“选择质量相对较大的物块A，B”等
某同学利用右图所示装置测定当地重力加速度．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、带铁夹的重锤．回答下列问题：
（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有______．（填入正确选项前的字母）
A．米尺B．秒表 C．4～6V的直流电源D．220V的交流电源
（2）如图是实验时所打出的一条纸带．A、B、C、D、E为打点计时器打出的点．打点计时器打下C点时重锤的瞬时速度为______m/s，该同学测得的当地重力加速度大小为______ m/s2．（结果保留三位有效数字）
正确答案
（1）该实验中需要测量计数点之间的距离，因此需要米尺，打点计时器记录了物体运动的时间，因此不需要秒表，由于实验使用的是电火花打点计时器，因此需要220V的交流电源，故BC错误，AD正确．
故选AD．
（2）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有：
vC=
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2将T=0.02s，△x=4mm带入解得a=10.0m/s2．
故答案为：1.50；10.0．
在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示．
①纸带的______（选填：左、右）端与重物相连．
②选择纸带时，要求打出的第1、2两点间距约为2mm，其理由是重物的运动可视为
______运动．
③打点计时器打下计数点B时，物体的速度VB=______．
正确答案
①物体做加速运动，由纸带可知，纸带上所打点之间的距离越来越大，这说明物体与纸带的左端相连．
故答案为：左．
②打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02 s，重物开始下落后，若第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带最初两点间的距离h=
故答案为：自由落体运动．
③匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，由此可知：
vB=
故答案为：0.98m/s．
验证“机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法（g=9.8m/s2）：
（1）通过验证
（2）若实验中所用重锤质量m=1kg，打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重锤的速度υB=______，重锤动能EkB=______．从开始下落起至B点，重锤的重力势能减少量是______，因此可得出的结论是：______．
（3）根据纸带算出相关各点的速度υ，量出下落距离h，则以
正确答案
（1）用公式
打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02 s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm，
h=
（2）利用匀变速直线运动的推论
vB=
重锤的动能EKB=
从开始下落至B点，重锤的重力势能减少量△Ep=mgh=1×9.8×0.176J=0.173J．
得出的结论是在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．
（3）利用
故选C
故答案为：（1）初速度等于零，2mm
（2）0.59m/s 0.174J 0.173J
在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．
（3）C g
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