热门试卷

用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对图中纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律。

（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：

A．按照图示的装置安装器件；

B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；

C．用天平测出重锤的质量；

D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；

E．测量纸带上某些点间的距离；

F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。

其中没有必要进行的步骤是____________，操作不当的步骤是____________。

（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度。如下图是打出的一条纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如下图所示。使用电流的频率为f，则计算重锤下落的加速度的表达式a=____________。（用x1、x2、x3、x4及f表示）

（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小，若已知当地重力加速度为g，还需要测量的物理量是____________。

在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为U、频率为f的交流电源上，从实验打出的几条纸带中选出一条理想纸带，如图所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点与起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则

（1）从起点O开始到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为____________，重锤动能的增加量为____________。

（2）根据题设条件，还可利用重锤下落求出当地的重力加速度g=____________，经过计算可知，测量值比当地重力加速度的真实值要小，其主要原因是：________________________。

在“验证机械能守恒定律”的实验中：

（1）某同学用图甲所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带，A、B、C、D、E为连续的四个点，交流电的频率为50Hz，测出点A，C间的距离为14.77cm，点C，E间的距离为16.33cm，已知当地重力加速度为9.8m/s2，重锤的质量为m=1.0kg，则重锤在下落过程中受到的平均阻力大小_______________。

（2）某同学上交的实验报告显示重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能，则出现这一问题的原因可能是_______________（填序号）。

A．重锤的质量测量错误

B．该同学自编了实验数据

C．交流电源的频率不等于50HZ

D．重锤下落时受到的阻力过大

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________________________。