题目内容

如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平．回答下列问题
（1）为完成此实验，除了所给的器材外，还需要的器材有
AD
AD
．（填入正确选项前的字母）
A．米尺   B．秒表   C．低压直流电源D．低压交流电源
（2）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材．
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，再更换纸带重复多次．
E．选择一条合适的纸带，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．
其中操作不当的步骤是
B
B
，非必需的步骤是
C
C
．
（3）如果以v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的v2-h图象，该图象是
过原点的倾斜直线
过原点的倾斜直线
，该图线的斜率等于
2g
2g
．
（4）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，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg．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上图所示（相邻计数点时间间隔为0.02s），那么：纸带的
左
左
（左、右）端与重物相连；打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=
0.98
0.98
m/s．
分析：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
对于物理量线性关系图象的应用我们要从两方面：1、从物理角度找出两变量之间的关系式2、从数学角度找出图象的截距和斜率，两方面结合解决问题．
解答：解：（1）通过打点计时器计算时间，故不需要秒表．
打点计时器应该与交流电源连接．
需要米尺测量纸带上两点间的距离．
故选：AD．
（2）B：将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B操作不当．
C：因为我们是比较mgh、
1
2
mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故C是非必需的步骤．
（3）利用v2-h图线处理数据，物体自由下落过程中机械能守恒，mgh=
1
2
mv2，
即v2=2gh
所以以v2为纵轴，以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线，那么v2-h图线的斜率就等于2g．
（4）重物在开始下落时速度较慢，在纸带上打的点较密，越往后，物体下落得越快，纸带上的点越稀．
所以纸带上靠近重物的一端的点较密，因此纸带的左端与重物相连．
B点的瞬时速度等于AC段的平均速度，则
物体的速度vB=
xAC
tAC
=
(7.06-3.14)×0.01
2×0.02
=0.98m/s
故答案为：（1）AD
（2）B，C
（3）过原点的倾斜直线，2g
（4）左，0.98
点评：直线图象中斜率和截距是我们能够利用的信息．
要能够找出斜率和截距的物理意义，我们必须要从物理角度找出两个物理变量的关系表达式．
练习册系列答案
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如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平．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
AD
AD
．（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、4～6V的交流电源
（2）实验中误差产生的原因有
纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差
纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差
．（写出两个原因）
（3）有4条用打点计时器（所用交流电频率为50Hz）打出的纸带 A、B、C、D，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的．为找出该纸带，某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为S1、S2、S3．请你根据下列S1、S2、S3的测量结果确定该纸带为
C
C
．（已知当地的重力加速度为9.791m/s2）
A.61.0mm  65.8mm  70.7mm   B.41.2mm  45.1mm  53.0mm
C.49.6mm  53.5mm  57.3mm   D.60.5mm  60.6mm  u.61.0mm．
如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．

（1）实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h．某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案．
A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度；
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=
2gh
计算出瞬时速度；
C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过h=
v2
2g
计算出高度h；
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v．
以上方案中只有一种正确，正确的是
D
D
．（填入相应的字母）
（2）某同学按照正确操作选的纸带如图所示，其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为50Hz，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中（单位：cm），重锤的质量为m=0.1kg，重力加速度g=9.80m/s2．根据以上数据当打点计时器打到D点时，重物重力势能的减少量为
0.190
0.190
J，动能的增加量为
0.186
0.186
J．（要求计算数值保留三位有效数字）
（3）实验中误差产生的原因
①下落过程中存在阻力作用；②长度的测量时存在误差；
①下落过程中存在阻力作用；②长度的测量时存在误差；
．（写出两个原因）
（4）通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度．从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方v2，然后以
1
2
v2
1
2
v2
为纵轴，以
h
h
为横轴，根据实验数据作出图线．若在实验误差允许的范围内，图线是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律．
（5）该装置也可用于精度要求不是很高的重力加速度g的测量，依据第（2）问中选取的纸带可计得重力加速度g
9.69
9.69
m/s2．
如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平．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
AD
AD
．（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.4～6V的交流电源
（2）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．
其中操作不当的步骤是
B
B
．
（3）实验中误差产生的原因有
纸带与打点计时器之间有摩擦，重锤下落过程中受到空气阻力等．
纸带与打点计时器之间有摩擦，重锤下落过程中受到空气阻力等．
．（写出两个原因）
（4）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度．的数值．根据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如下图所示．使用交流电的频率为，则计算重锤下落的加速度的表达式a=
(s3+s4-s1-s2)f2
4
(s3+s4-s1-s2)f2
4
．（用sΘ、sΡ、s?、s⊥及?表示）
精英家教网如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、带夹子的重锤、天平．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．毫米刻度尺
B．秒表
C．0～12V的可调节直流电源
D．0～220V的可调节交流电源
（2）用打点计时器打出一条纸带，前后要连续进行一
系列的操作，你认为需要并合理的步骤是
 
．（选出下列几点中需要的字母后按合理顺序排列）
A．释放纸带B．接通电源C．取下纸带D．切断电源
（3）释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是
 
（填“甲”、“乙”或“丙”）
（4）下列所说的实验中涉及到的处理方法或实验结果，其中正确的是
 

A．该实验中即使不用天平测重锤的质量，同样也可以验证机械能守恒定律
B．该实验选取的纸带，测量发现所打的第一和第二点间的距离为1.7mm，表明打点计时器打第一点时重锤的速度不为零
C．本实验中需要直接测量得到的物理量是重锤下落的高度，通过计算得到的是当地的重力加速度值和速度值
D．为了计算方便，本实验中先选一条打点计时器打第一点时重锤的速度为零的清晰纸带，然后通过对纸带的测 量、分析，求出当地的重力加速度的值，再代入表达式：mgh=
1
2
mv2进行验证
E．本实验中，实验操作非常规范，数据处理足够精确，实验结果一定是mgh略大于
1
2
mv2，不可能出现
1
2
mv2略大于mgh．
精英家教网如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平等．
①为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有
 

A、米尺   B、秒表  C、4～6V的直流电源   D、4～6V的交流电源
②自由落下的重锤质量要大一些，这是为了减少
 
对实验的影响．
③实验中需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h．某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案．正确的是
a．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v0
b．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=（2gh）1/2计算出瞬时速度
c．根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度h
d．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v0．

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