题目内容

【题目】某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验时,实验装置如图甲所示.

(1)该同学开始实验时的情形如图乙所示,接通电源释放纸带开始实验.请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方是:①___________________;②___________________

(2)根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落距离h,以为纵轴,画出的图像应是图中的______.

(3)将错误或不当的地方改正后,打点计时器所用交流电的频率为50Hz,该同学选取如图丙所示的一段纸带,O是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个打下的点(图中未标出),各计数点到O点的距离如图所示,他对OC段进行研究.在重物下落高度的过程中,重物减小的重力势能_______J,增加的动能_______ J (,重力加速度,结果保留3位有效数字).

【答案】 打点计时器接的直流电源 重物离打点计时器太远 C 2.19 2.12

【解析】1)本实验要求采用打电计时器,而打点计时器采用的是交流电源,而本实验中采用了直流电源;同时,由于加速度较大,故纸带应在1米左右,且应让重物紧靠打点计时器,而本实验中离打点计时器太远,故错误为:打点计时器接了直流电源;重物离打点计时器太远;
2)利用图线处理数据,从理论角度物体自由下落过程中机械能守恒可以得出: ,即,所以以为纵轴,以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线,也就是图中的C

3)重力势能的减小量为: C点的瞬时速度为:
则动能的增加量为:

练习册系列答案
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【题目】某同学用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律.

(1)实验中根据打点计时器打出的纸带,下列物理量中,不利用公式计算就能直接得到的是________

A.时间间隔 B.速度 C.加速度

(2)他进行了如下操作,其中没有必要进行的步骤是________,操作不当的步骤是________

A.按照图示的装置安装器材

B.将打点计时器连接到交流电源上

C.用天平测出重物的质量

D.将连有重物的纸带穿过打点计时器的限位孔

E.先释放纸带,后接通电源

(3)该同学用如图1所示的实验装置做验证机械能守恒定律的实验.实验时让重物从高处由静止开始下落,重物上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点.已知纸带上相邻两个点的时间间隔为T,当地的重力加速度g,测出所用重物的质量为m.实验中得到一条点迹清晰的纸带如图2所示,把第一个点记作O,另选连续的3个点ABC作为测量的点.经测量知道OA=h1OB=h2OC=h3.根据以上数据可以算出由O点至B点的过程中,重物重力势能的减少量等于________,动能的增加量等于________(用题中所给字母表示)

(4)在用图1所示装置做验证机械能守恒定律实验时,发现重物减少的重力势能总是大于重物增加的动能,造成这种现象的原因是________

A.选用的重物质量太大
B.重物的质量测量不准确

C.摩擦阻力和空气阻力的影响
D.处理纸带时实验数据测量不准确

(5)实验中该同学进行拓展研究,若不计阻力,让重物从离地面高为h0处自由下落,该同学尝试画出了重物距离地面的高度h与速度v的关系图像。下列四个图中,能正确表示重物距离地面的高度h与速度v的关系的是_______

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