题目内容

小球自由下落时，记录小球每隔相同时间的位置有以下两种方式：一种是图（a）所示的频闪照相记录，另一种是图（b）所示的利用打点计时器记录．两种记录方式都能用来验证机械能守恒定律，但两种方式相比，图（a）比图（b）的______误差更小（选填“偶然”或“系统”）；图（a）中所标数据为小球自A点释放后频闪仪每隔T=0.04s闪光一次，各时刻的位置到A的距离，单位为厘米，验证图（a）中小球自A到E过程中的机械能守恒，还需要知道小球到达E处的速度，此速度有两种计算方式：第一种是根据自由落体速度公式v=gt求得（g为当地重力加速度），第二种是利用v=
xDF
2T
求得，应选第______种．
由于打点计时器限位孔与纸带间有摩擦，会对实验造成误差，该误差无法避免，属于系统误差，频闪照相系统误差更小．
该实验是验证机械能守恒定律的实验，不能把重物看成自由落体运动，再运用自由落体的规律求解速度，那么就不需要验证了，正确的方法是第二种．
故答案为：系统，二．
练习册系列答案
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一根用绝缘材料制成劲度系数为k的轻弹簧，左端固定，右端与质量为m、电荷量为+q的小球相连，静止在光滑绝缘水平面上，当施加一个场强为E水平向右的匀强电场后，小球开始做往复运动．那么（　　）
A．小球的运动是简谐振动
B．小球做简谐运动的振幅为
2qE
k
C．运动过程中小球的机械能守恒
D．小球从左向右的运动过程中，系统的机械能逐渐增大
如图所示，AB是根据某平抛运动轨迹制成的内壁光滑的细圆管轨道，轨道上端A与一光滑斜槽的末端水平面相切．已知细圆管轨道的水平长度为S=2.4m；两端口连线与水平方向的夹角α=37°．（取sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）求
（1）要使一小球能不与细圆管轨道壁发生碰撞地通过细圆管轨道，小球要从距光滑斜槽末端多少高度h1处由静止开始下滑？
（2）若小球从距光滑斜槽底端高度h2=1.2m处由静止开始下滑，求小球从细圆管轨道的下端B出口飞出时速度的水平分量vx．
在验证机械能守恒定律的实验中，按要求组装好仪器，让质量m=1kg的重物自由下落做匀加速直线运动，并在纸带上打出了一系列的点，如图所示．O为打下的第一个点，A、B、C三个相邻计数点之间的时间间隔为0.04s，则打点计时器打下计数点B时重物速度为vB=______m/s，从打下点O到打下计数点B的过程中重物重力势能的减少量为△EP=______J（取g=9.8m/s2），此过程动能的增加量为△EK=______J．
在“验证机械能守恒定律”实验中，

I．第一组同学用打点计时器按照图1所示装置进行实验，则
（1）对于自由下落的重物，下述选择的条件哪种更为有利？______
A．只要足够重就可以．
B．只要体积足够小就可以．
C．既要足够重，又要体积非常小．
D．因为不需要知道动能和势能的具体数值，不需要测量重物的质量，所以对重物可任意选择．
（2）已知打点计时器所用电源的频率为50Hz．查得当地的重力加速度g=9.80m/s2，测得所用的重物的质量为1.00kg．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，在纸带上另取连续4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm．根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能减少量等于______J，动能的增加量等于______J．（取3位有效数字）
II．第二组同学利用图3所示的实验装置，验证钩码和滑块所组成的系统从由静止释放到通过光电门这一过程机械能守恒．实验开始时，气轨已经调成水平状态．
（1）已知遮光条的宽度为d，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为t，则滑块经过光电门时的速度为______．
（2）在本次实验中还需要测量的物理量有（文字说明并用相应的字母表示）：钩码的质量m、______和______．
（3）本实验通过比较______和______（用测量的物理量符号表示）在实验误差允许的范围内是否相等，从而验证系统的机械能是否守恒．
在用自由落体运动做“验证机械能守恒定律”实验中，用天平称得重物的质量为m=0.5kg，所用电源的频率为50Hz，某同学通过正确的实验操作得到了一条理想的纸带．纸带上打出的点如图所示（纸带上的O点是第一个打印点，A、B、C、D、E分别是每打两个点的时间作为计时单位取的记数点，图中数据单位为毫米），已知当地的重力加速度g=9.8m/s2．选择B点为初始点，D点为终点，则从打下B点到打下D点的过程中，重物的重力势能的减少量为△Ep=______J；重物动能的增加量为△Ek=______J；但实验中总存在△Ep______△Ek（填：小于、等于、大于）．（取3位有效数字）
（1）如图1是通过重物自由下落的实验验证机械能守恒定律．关于本实验下列说法正确的是______
A．从实验装置看，该实验可用4-6伏的直流电源
B．用公式
1
2
mv2=mgh时，要求所选择的纸带第一、二两点间距应接近2mm
C．本实验中不需要测量重物的质量
D．测纸带上某点的速度时，可先测出该点到起点间的时间间隔，利用公式v=gt计算
（2）在做“研究平抛物体的运动”的实验中，
①在固定弧形斜槽时，应注意______；实验中，每次释放小球应注意______．另外，为了较准确的描出平抛运动的轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为正确的是______．
A．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直面平行
B．在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O点，作为小球做平抛运动的起点和坐标系的原点
C．为了能尽量多地记录小球的位置，用的X坐标没必要严格地等距离增加
D．将球的位置记录在白纸上后，取下纸，将点依次用线段连接起来
②某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验时，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，用如图2所示的装置，将一块平木板钉上复写纸和白纸，竖直立于槽口前某处且和斜槽所在的平面垂直，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹A；将木板向后移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹B；又将木板再向后移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再得到痕迹C．若测得木板每次后移距离x=20.00cm，A、B间距离y1=4.70cm，B、C间距离y2=14.50cm．（g取9.80m/s2）
根据以上直接测量的物理量推导出小球初速度的计算公式为v0=______（用题中所给字母表示）．小球初速度值为______m/s，从水平抛出到B点的时间为______s．
在验证机械能守恒定律的实验中，设在选定的纸带上依次把点记为1，2，3，…等计数点，如图，纸带上所打点，记录了物体在不同时刻的位置，若物体运动从计数点2到计数点4过程来验证机械能守恒定律，（打点计时器的打点周期为T，物体的质量为m，重力加速度为g，图中字母表示的距离已知）．
（1）当打点计时器打点“2”时，物体动能的表达式应该是______；
（2）在此过程中重力势能的减少量为______
（3）要验证的机械能守恒的表达式为：______．
小华设计了如图甲所示的装置验证机械能守恒，提供的实验器材如下：
A．小车B．钩码
C．一端带滑轮的木板 D．细线
E．电火花计时器F．纸带
G．毫米刻度尺H．低压交流电源
I．220V的交流电源
（1）实验中不需要的器材是______（填写器材序号），还应补充的器材是______．
（2）实验中得到的一条纸带如图乙所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点（标号0～6），测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为d1、d2、d3、d4、d5、d6，打点周期为T．则打点2时小车的速度v2=______；若测得小车质量为M，钩码质量为m，打点1和点5时小车的速度分别为v1、v5，己知重力加速度为g，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为______．
（3）实验中，钩码减少的重力势能总是略大于系统增加的动能，主要原因是______．

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