热门试卷

如图为利用气垫导轨（滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略）“验证机械能守恒定律”的实验装置，完成以下填空。

实验步骤如下：

①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平；

②测出挡光条的宽度l和两光电门中心之间的距离s；

③将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2；

④读出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间Δt1和Δt2；

⑤用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m；

⑥滑块通过光电门1和光电门2时，可以确定系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为Ek1=_____________和Ek2=_____________；

⑦在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少ΔEp=_____________；（重力加速度为g）

⑧如果满足关系式_____________，则可认为验证了机械能守恒定律。

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落下，重锤从拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能定恒定律。

（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端上；

        C．用天平测量出重锤的质量；

        D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；

        E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；

        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。

指出其中没有必要进行的步骤是_____________；操作不恰当的步骤是_______________。

（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，使用交流电的频率为f，则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式：a=____________。

（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤动能的增加，其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，可以通过该实验装置测定该阻力的大小。若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g，还需要测量的物理量是_______________。试用这些物理量和纸带上的测量数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小为F=____________。

（1）为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选择：铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键，刻度尺，其中不必要的器材是______，缺少的器材是______．

（2）验证机械能守恒亦可用如图甲所示装置，用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动，使之替代打点计时器．当烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号，如图6乙所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动．测得记号之间的距离依次为26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm，已知电动机铭牌上标有“1440r/min”字样，由此验证机械能守衡．根据以上内容．回答下列问题：

①毛笔画相邻两条线的时间间隔T=______s，图乙中的圆柱棒的______端是悬挂端（填左或右）．

②根据乙所给的数据，可知毛笔画下记号C时，圆柱棒下落的速度vc=______m/s；画下记号D时，圆柱棒下落的速度vD=______m/s；记号C、D之间棒的动能的变化量为______J，重力势能的变化量______J（g=9.8m/s2）．由此可得出的结论是______．（计算结果保留2位有效数字）

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，则从起点P到打下点B的过程中，重物的重力势能的减小量ΔEP=___________J，重物的动能的增加量ΔEK=___________J。该同学这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量___________动能的增加量，原因是_____________________________________________。（g=9.8m/s2，小数点后面保留两位）