题目内容

【题目】在利用自由落体法“验证机械能守恒定律”的实验中:

(1)打点计时器所用交流电的频率为50 Hz,实验得到的甲、乙两条纸带如图所示,应选______纸带好。

(2)若通过测量纸带上某两点间的距离来计算某时刻的瞬时速度,进而验证机械能守恒定律,现测得2、4两点间的距离为X1,0、3两点间的距离为X2,打点周期为T,为了验证0、3两点间的机械能守恒,则X1、X2和T应满足的关系是______

(3)在本实验中,需要特别注意的有______

A.称出重物的质量

B.手提纸带,先接通电源再释放纸带让重物落下

C.可不考虑前面较密集的点,选取某个清晰的点作为起始运动点处理纸带,验证mgh=mv2/2是否成立

D.必须选取第1、2两点间距离一定等于2mm的纸带,才能从第1点起处理纸带,验证mgh=mv2/2是否成立

(4)在本节实验中,根据纸带算出各点的速度v,量出下落距离h,则以v2/2为纵轴,以h为横轴,画出的图象应是下图所示中的哪个______

A. B. C. D.

【答案】 X12/ 8gX2 = T2 B C

【解析】(1)打点计时器的打点频率为50Hz,打点周期为0.02s,重物开始下落后,在第一个打点周期内重物下落的高度: 所以所选的纸带最初两点间的距离应接近2mm故选甲图

(2)利用匀变速直线运动的推论,打点3时的速度为:v3=x1/2T

重物下落的高度h=x2当机械能守恒时应有: ,即:

即:X12/ 8gX2 = T2

(3)A、验证动能的增加量和重力势能的减小量,两端都有质量,可以约去,所以不需要测出重物的质量,故A错误

B、实验时,先接通电源,再释放重物,故B正确

C、实验中可以不考虑前面较密集的点选取某个清晰的点作为起始运动点处理纸带验证mgh=Ek是否成立,故C错误

D、若要验证mgh=mv2/2是否成立必须选取第1、2两点间距离接近2 mm的纸带,才能从第1点起处理纸带,故D错误。

故选:B。

(4)根据 可知h图线为过原点的倾斜直线,故选:C.

练习册系列答案
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【题目】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,重物从高处由静止开始落下,重物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端上;

C.用天平测量出重物的质量;

D.释放悬挂纸带的夹子,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物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__________;操作不恰当的步骤是___________

(2)某同学做“验证机械能守恒定律”的实验时,打下的一条纸带如图所示,0点为起始点,测得3 点、6 点、9 点与第一点0 间的距离分别为hA=1.75cm,hB=7.00cm,hC=15.70cm,交流电的周期是0.02s,当地的重力加速度g=9.8m/s2,设重物的质量是m=1.00kg,则从0 点到6 点,重物的动能增量ΔEk=____J,重物重力势能减少量ΔEp=____________J。(两空有效数字均保留至小数点后第2位)

(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重物减少的重力势能总是大于重物动能的增加,其原因主要是在重物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为g,重物的质量为m,打点计时器的打点频率为f,AC 和CE 之间的距离分别为s1,s2,如图所示。请用上述已知量表示出重物在下落过程中受到的平均阻力大小为F=__________

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