题目内容

在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在6V、50Hz的交流电源上，自由下落的重锤质量为1kg，打下一条理想的纸带如图所示，取g=9.8m/s2，O为始起点，则：
（1）打点计时器打B点时，重锤下落的速度VB=______m/s，
（2）从始起点O到打B点的过程中，重锤的重力势能减少量
△Ep=______J，动能的增加量△Ek=______J（保留两位有效数字）．△Ep＞△Ek的原因是______．
（1）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小．
vB=
XAC
tAC
=
0.0706-0.0314
2×0.02
=0.98m/s
（2）重力做功等于重力势能的减小量，因此有：
△EP=mghOB=1×9.8×0.0501=0.49J
动能的增加量为：△Ek=
1
2
m
v2B
=
1
2
×1×（0.98）2=0.48J
△Ep＞△Ek的原因是由于纸带和打点计时器限位孔之间有摩擦以及空气阻力．
故答案为：（1）0.98；（2）0.49；0.48；由于纸带和打点计时器限位孔之间有摩擦以及空气阻力．
练习册系列答案
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山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤，其示意图如下．图中A、B、C、D均为石头的边缘点，O为青藤的固定点，h1=1.8m，h2=4.0m，x1=4.8m，x2=8.0m．开始时，质量分别为M=10kg和m=2kg的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头A点起水平跳到中间石头，大猴抱起小猴跑到C点，抓住青藤下端荡到右边石头上的D点，此时速度恰好为零．运动过程中猴子均看成质点，空气阻力不计，重力加速度g=10m/s2．求：

（1）大猴从A点水平跳离时速度的最小值；
（2）猴子抓住青藤荡起时的速度大小；
（3）猴子荡起时，青藤对猴子的拉力大小．
如图所示，光滑的直角细杆AOB固定在竖直平面内，OA杆水平，OB杆竖直．有两个质量相等均为0.3kg的小球a与b分别穿在OA、OB杆上，两球用一轻绳连接，轻绳长L=25cm．两球在水平拉力F作用下目前处于静止状态，绳与OB杆的夹角θ=53°（sin37°=0.6，cos37°=0.8，sin53°=0.8，cos53°=0.6），求：
（1）此时细绳对小球b的拉力大小，水平拉力F的大小；
（2）现突然撤去拉力F，两球从静止开始运动，设OB杆足够长，运动过程中细绳始终绷紧，则当θ=37°时，小球b的速度大小．
气垫导轨可以在导轨和滑块之间形成一薄层空气膜，使滑块和导轨间的摩擦几乎为零，因此可以利用气垫导轨装置来验证机械能守恒定律．
（1）如图所示，做实验时，将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器（图中未画出），可读出遮光条通过光电门的时间为△t，用游标卡尺测得遮光条宽度为d，用刻度尺测得释放位置到光电门中心的距离为x，气垫导轨总长为L，其最右端离桌面的高度为h，滑块和遮光条总质量为M，已知重力加速度为g，这一过程中滑块减少的重力势能表达式为______，滑块获得的动能表达式为______；（以上表达式均用已知字母表示）
（2）某实验小组在一次实验后，通过数据发现，滑块获得的动能略大于其减少的重力势能，可能的原因是______．
如图甲所示，两物块A、B分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，利用光电门验证A、B所构成的系统机械能守恒．

（1）用游标卡尺测出遮光板的宽度如图乙所示，遮光板的宽度d=______mm．
（2）测出A、B两物块的质量分别为mA和mB，mA＜mB，用刻度尺测出两光电门间的距离H，光电门1记录了遮光条遮光的时间为△t1，光电门2记录了遮光条遮光的时间为△t2，重力加速度为g．则系统的动能增加量△Ek=______，重力势能的减小量△Ep=______，如果在误差允许的范围内△Ek=△Ep，则系统的机械能守恒．
（3）实验中发现总有△Ek＜△Ep，可能的原因是______．（至少写出两条）
（1）验证“力的平行四边形法则”实验如图所示，A为固定橡皮的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB、OC为细绳子，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．图甲中弹簧秤B的读数为______N；图乙中的F和两力中，方向一定沿OA方向的是______；本实验采用的科学方法是______．
A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法

（2）某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．频闪仪每隔0.05s闪光一次，图丙中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度取9.8m/s2，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字）：
时刻t2t3t4t5
速度（m/s）5.595.084.58
①由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=______m/s．
②从t2到t5时间内，重力势能增量△Ep=______J，动能减少量△Ek=______J．
③在误差允许的范围内，若△Ep与△Ek近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算得△Ep______△Ek（选填“＞”“＜”或“=”），造成这种结果的主要原因是______．
（1）某同学用如图1所示的装置测定重力加速度，
①电火花计时器的工作电压为______，频率______．
②打出的纸带如图2所示，实验时纸带的______端应和重物相连接．（选填“甲”或“乙”）
③纸带上1至9各点为计时点，由纸带所示数据可算出实验时的加速度为______m/s2．
④当地的重力加速度数值为9.8m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因______．
（1）用打点计时器研究物体的自由落体运动，得到如图一段纸带，测得AB=7.65cm，BC=9.17cm．已知交流电频率是50Hz，则打B点时物体的瞬时速度为______m/s（保留三位有效数字），该落体运动的加速度为______m/s2．（保留三位有效数字），如果实验测出的重力加速度值比公认值偏小，可能的原因是______．
（2）用气垫导轨装置验证机械能守恒定律，先非常好的把导轨调成水平，然后用垫块把导轨一端垫高，测得两光电门G1和G2之间的竖直高度差H=0.1m，质量为m=500g的滑块上面装有L=1.5cm的挡光片，它由轨道上端任一处滑下，测得滑块通过光电门G1和G2的时间分别为2.5×10-2S和1×10-2S，当地重力加速度g=9.8m/s2，则可以算出滑块通过光电门G1和G2这段过程中动能的增加量△EK=______J（保留三位有效数字），重力势能的减小量△EP=______J，（保留三位有效数字）由此可以得出的结论是：______
在“验证机械能守恒”的实验中，有下述A至F六个步骤：
A．将打点计时器竖直固定在铁架台上
B．接通电源，再松开纸带，让重物自由下落
C．取下纸带，更换新纸带，重新做实验
D．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带，让重物靠近打点计时器
E．选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h1、h2、h3、…hn．，计算出对应瞬时速度v1、v2、v3…vn
F．分别计算出
1
2
mvn2和mghn，在误差范围内看是否相等
（1）以上实验步骤按合理的操作步骤排序应是______．
（2）计算表明，总有
1
2
mvn2______mghn（填“＞”“=”或“＜”），原因是______．
（3）实验操作正确，能得出实验结论______．

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