- 验证机械能守恒定律
- 共364题
（1）在验证机械能守恒定律的实验中，实验装置如图所示．实验要验证的是重物重力势能的减少量是否等于动能的增加量．以下步骤仅是实验操作中的一部分，请将必要的步骤挑选出来，并且按正确的顺序排列：______（填代号）．
A．把打点计时器固定在铁架台上，并用导线把它和交流电源连接起来
B．用天平称出重锤的质量
C．把纸带的一端固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度
D．用秒表测出重锤下落的时间
E．释放纸带
F．重复几次，得到3～5条符合要求的纸带
G．接通电源
（2）根据纸带算出相关各点的速度v，测量出由静止开始下落的距离h，以
正确答案
（1）在本实验中由于采用了打电计时器，故不需要有用秒表；在数据处理中，质量m可以约去，故质量也不需要测量，只需验证gh=
而在实验中应先安装仪器，再进行实验； 同时还要注意先接通电源再放纸带； 本实验中应多次测量，故实验中的步骤应为：ACGEF；
（2）本实验需要验证gh=
故答案为：（1）ACGEF；（2）B，当地的重力加速度（或g）．
在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g=9.8m/s2．实验选用重锤质量为0.1kg，从所打纸带中选择一条合适的纸带，此纸带第1、2点间的距离接近______．纸带上连续的点A、B、C、D至第1个点O的距离如图所示，则重锤从O运动到C，重力势能减少______ J（小数点后保留两位数字）．其动能增加______J（小数点后保留两位数字）．
正确答案
由自由落体运动规律可知第1、2两点间距离为x=
重锤从O运动到C减少的重力势能为
打C点时的速度为
故答案为2mm，0.55，0.54
如图所示甲、乙两图都是用来“验证机械能守恒定律”的装置示意图，已知该打点计时器的打点频率为50Hz．重力加速度为g
（1）甲、乙两图相比较，______图所示的装置较好．
（2）重物由静止开始下落距离h获得速度v，如果以v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的v2-h图线是______，该线的斜率是______．
正确答案
（1）因为用夹子固定纸带，可以避免乙图中用手握住纸带的弊端，一方面，由于手的抖动会造成纸带上的第一个点迹被拖长或位置不能确定；另一方面，用夹子固定纸带，便于将纸带调整为竖直方向，以避免纸带与打点计时器限位孔之间产生过大的摩擦．甲、乙两图相比较，甲图所示的装置较好．
（2）重物由静止开始下落距离h获得速度v，根据动能定理得
mgh=
即v2=2gh
所以v2-h图线是过原点的倾斜直线（或正比例函数图象等），该线的斜率是 2g
故答案为：（1）甲
（2）过原点的倾斜直线（或正比例函数图象等），2g．
某同学用如图所示的装置利用“落体法”，测定当地的重力加速度，已知打点计时器电源频率为50Hz，请完成以下问题：
（1）该同学选用电火花打点计时器进行打点，电磁打点计时器是一种使用______电源的计时仪器，其工作电压为______ （填入正确选项前的字母）
A．直流B．交流C．4-6V D．220V
（2）打出的纸带如图所示，实验时纸带的______端过夹子和重物相连接．（选填“甲”或“乙”）
（3）纸带上1至9各点为打点计时器打出的点，由纸带所示数据可算出实验时的重力加速度g=______m/s2．
（4）当地的重力加速度数值为9.8m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因______．
正确答案
（1）考查两种打点计时器使用的电源：电磁打点计时器：交流4-6V，电火花打点计时器：交流220V
本题使用的是电磁打点计时器，故选：B；C
（2）重物下落时做匀加速运动，故纸带上的点应越来越远，故应该是乙端连接重物．
（3）设78两点间的位移为x1，则23两点间的位移是x6，由匀加速运动的推论：xm-xn=（m-n）at2得：
（3.92-2.04）×10-2=a×0.022解得：a=9.4m/s2
（4）测出的加速度一般要小于当地的重力加速度，原因是重物下落时做的不是真正的自由落体运动，下落过程中要受到空气阻力影响和纸带与限位孔的摩擦阻力的影响．
故答案为：（1）B；C
（2）乙
（3）9.4m/s2
（4）空气阻力影响和纸带与限位孔的摩擦阻力的影响．
做《验证机械能守恒定律》的实验中，纸带上打出的点如图所示，若重物的质量为m千克，图中点P为打点计时器打出的第一个点，则
（1）打点计时器打出B点时，重锤下落的速度vB=______m/s，
（2）从起点P到打下点B的过程中，重物的重力势能的减小量△EP=______J，重物的动能的增加量△EK=______J．
（3）根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中，得到的结论是______． （打点计时器的打点周期为0.02s，g=9.8m/s2，小数点后面保留两位）
正确答案
（1）利用匀变速直线运动的推论
vB=
（2）重力势能减小量△Ep=mgh=9.8×0.0501m J=0.49m J．
EkB=
△Ek=EkB-0=0.48m J
（3）在误差允许的范围内，可认为减小的重力势能等于增加的动能，故说明重物下落时机械能守恒
故答案为：（1）0.98
（2）0.49m，0.48m
（3）重物下落的机械能守恒
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