题目内容

（5分）用如图甲所示的 实验装置验证机械能守 恒定律，质量m = 1OOg 的重物拖动纸带自由下 落，打点计时器在纸带 上打出一系列点.如图 乙所示为选取的一条符 合实验要求的纸带，O 点为打出的第一个点，A、B、C为从合适位置 开始选取的三个连续的点（其它点未画出）.已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度 g =9.80m/s2.那么：

（1）根据图上所得的数据，应取图中O点和______点来验证机械能守恒定律；

（2）从O点到所取点，钩码重力势能减少量ΔEp=______J,动能增加量ΔEk=______J;（结果取3位有效数字）

 

【答案】

（1）B；（2）  

【解析】

试题分析：（1）验证机械能守恒时，我们验证的是减少的重力势能和增加的动能之间的关系，所以我们要选择能够测h和v的数据．故选B点．

（2）减少的重力势能J，m/s，所以增加的动能J

考点：正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发选择分析处理所测数据的方法，会起到事半功倍的效果．

 

练习册系列答案
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用如图甲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，有交流（频率为50Hz）和直流两种输出．重锤从高处由静止开始落下，拖动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，即可验证机械能守恒定律．

（1）一同学按如下步骤进行实验：
A．用天平测量出重锤的质量； 
B．按图示的装置安装器件；
C．将打点计时器接到电源的直流输出端上；
D．先接通电源，后释放悬挂纸带的夹子，打出一条纸带；
E．换用纸带，重复步骤D； 
F．选取合适的纸带；
G．测量所选纸带上某些点之间的距离；
H．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一个步骤是
A
A
；操作不恰当的一个步骤是
C
C
．
（2）利用这个装置也可以测量重锤的加速度数值．这位同学打出的纸带如图乙所示，A点为打下的第一个点，0、1、2、3、4、5、6为连续的计数点，现测得s1、s2、s3、s4、s5、s6分别为4.03cm、4.42cm、4.80cm、5.18cm、5.57cm、5.95cm，请你根据这条纸带推算此落体过程的加速度a为
9.58
9.58
m/s2．（保留三位有效数字）
（3）某同学根据第（2）问求得的加速度数值计算重力势能的变化量△EP，验证机械能守恒定律定律，试分析其合理性．（判断并说明理由）
用如图甲所示的实验装置来验证牛顿第二定律，为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力．

（1）某同学平衡摩擦力时这样操作：将小车静止地放在水平长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，如图乙，直到小车开始沿木板向下滑动为止．然后不断改变对小车的拉力F，他得到小车质量保持不变情况下的a-F图线应是丙图中的
C
C
（将选项代号的字母填在横线上）．
（2）打点计时器使用的交流电频率f=50Hz，丁图是某同学在正确操作下获得的一条纸带，A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出．写出用s1、s2、s3、s4以及频率f来表示小车加速度的计算式：a=
(s4+s3-s2-s1)f2
100
(s4+s3-s2-s1)f2
100
．根据纸带所提供的数据，算得小车的加速度大小为
0.60
0.60
m/s2（结果保留两位小数字）．
用如图甲所示的实验装置做“研究平抛物体的运动”实验．
（1）对于实验的操作要求，下列说法正确的是
AD
AD

A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端可以不水平
D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
（2）根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹．部分运动轨迹如图乙所示．图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为l，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等．若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动，重力加速度为g．可求出小球从P1运动到P2所用的时间为
2
l
g
2
l
g
，小球抛出后的水平速度为
3
gl
3
gl
．
某同学用如图甲所示的实验装置做《验证机械能守恒定律》的实验．实验时让质量为m的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点．如图乙所示为实验时打出的一条纸带，选取纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E，测出C点距起始点O的距离OC=50.00cm，点A、E间的距离为AE=24.00cm．已知打点计时器使用的交流电周期为0.02秒，重锤的质量m=0.20kg，当地的重力加速度g=9.80m/s2．由这些数据可以计算出：重锤下落到C点时的动能为
0.90
0.90
J，从开始下落到C点的过程中，重锤的重力势能减少了
0.98
0.98
J．
（1）用如图甲所示的实验装置验证机械能定恒定律．重锤由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点进行测量，即可验证机械能守恒定律．利用这个装置也可以测量下落的加速度的数值．如图乙所示，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，测量出A点距打下的第一个点O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的表达式为a=
 
，打点C时重锤的速度v=
 
．
（2）为了测定滑块与桌面之间的动摩擦因数，某同学设计了如图丙所示的实验装置．其中，a是质量为m的滑块（可视为质点），b是可以固定于桌面的滑槽（滑槽末端与桌面相切）．第一次实验时，将滑槽固定于水平桌面的右端，滑槽的末端与桌面的右端M对齐，让滑块a从滑槽上最高点由静止释放滑下，落在水平地面上的P点；第二次实验时，将滑槽固定于水平桌面的左端，测出滑槽的末端N与桌面的右端M的距离为L，让滑块a再次从滑槽上最高点由静止释放滑下，落在水平地面上的P'点．已知当地重力加速度为g，不计空气阻力．
①实验还需要测量的物理量（用文字和字母表示）：
 
．
②写出滑块a与桌面间的动摩擦因数的表达式（用测得的物理量的字母表示）：μ=
 
．
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