某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．弧形轨道末端水平.离地面的高度为H．将钢球从轨道的不同高度h处静止释放.钢球的落点距轨道末端的水平距离为s．(1)若轨道完全光滑.s2与h的理论关系应满足s2= ．(2)该同学经实验测量得到一组数据.如下表所示:在坐标纸上描点后作出了s2--h关系图．对比实验结果与理论计算得到的s2-h关系图线.判断� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

（6分）某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．弧形轨道末端水平，离地面的高度为H．将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s．

（1）若轨道完全光滑，s²与h的理论关系应满足s²= （用H、h表示）．
（2）该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：

在坐标纸上描点后作出了s²--h关系图．对比实验结果与理论计算得到的s²-h关系图线（图中已画出），判断自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率____________（填“小于”或“大于”）理论值。
（3）从s²--h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是。

1）4Hh （2）小于（3）轨道的摩擦以及有一部分机械能转换为小球的转动动能。

解析试题分析：（1）若轨道完全光滑根据动能定理有，平抛运动的初速度，高度得到水平位移即
（2）平抛运动的高度一定即时间一定，实验的水平位移小于理论值说明水平抛出的速率小于理论值。
（3）理论值是根据轨道完全光滑而计算得出的，实验值偏小说明轨道有摩擦力
考点：验证机械能守恒的实验设计

练习册系列答案

相关题目

（8分）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

（12分）为了测量一精密金属丝的电阻率：

（1）先用多用电表×1Ω挡初测其电阻为 Ω，然后用螺旋测微器测其直径为 mm，游标卡尺测其长度是 mm。

（2）除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：
A．电压表V₁(量程3V，内阻约为15kΩ)
B．电压表V₂(量程l5V，内阻约为75 kΩ)
C．电流表A₁(量程3A，内阻约为0.2 Ω)
D．电流表A₂(量程600mA，内阻约为1Ω)
E．滑动变阻器R₁(0～5Ω，0.6 A)
F．滑动变阻器R₂(0～2000Ω，0.1 A)
G．输出电压为3V的直流稳压电源E
H．电阻箱
I．开关S，导线若干
为了减小实验误差，需进一步测其电阻而采用伏安法，则上述器材中应选用的实验器材有(填代号) 。请在方框内设计最合理的的电路图并实物连线。但用该电路电阻的测量值真实值（选填大于、等于或小于）。如果金属丝直径为D，长度为L,所测电压为U,电流为I,写出计算电阻率 .

在“验证力的平行四边形定则”的实验中：

(1)某同学在实验过程中的部分实验步骤如下，请你仔细读题并完成有关空缺部分内容：
A．将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端绑上两根细线。
B．在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录：
__________ 、。
C．将步骤B中的钩码取下，然后分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码，用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图乙所示，小心调整B、C的位置，使________________，记录________________。
(2)如果“力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中＝________。

（7分）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零点跟“0”计数点对齐，由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离填入下列表格中.

计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v₂="_____" m/s，小车的加速度是a ="____" m/s²。

(10分)⑴图甲为20分度游标卡尺的部分示意图，其读数为___________mm；图乙为螺旋测微器的示意图，其读数为_____________mm．

⑵某同学用电火花计时器(其打点周期T＝0.02s)来测定自由落体的加速度．试回答：
①下列器材中，不需要的是___________(只需填选项字母)．

②实验中在纸带上连续打出点1、2、3、……、9，如图所示，由此测得加速度的大小为________ m/s²．

③当地的重力加速度大小为9.8m/s²，测量值与实际值有差异的主要原因是__________________ _____．

甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验，装置如图所示。

①（4分）两位同学用砝码盘（连同砝码）的重力作为小车（对象）受到的合外力，需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响。他们将长木板的一端适当垫高，在不挂砝码盘的情况下，小车能够自由地做_________    ___运动。另外，还应满足砝码盘（连同砝码）的质量m             小车的质量M。（填“远小于”、“远大于”或“近似等于”）接下来，甲同学研究：在保持小车的质量不变的条件下，其加速度与其受到的牵引力的关系；乙同学研究：在保持受到的牵引力不变的条件下，小车的加速度与其质量的关系。
②（4分）甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a。图2是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm。实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流。根据以上数据，可以算出小车的加速度a=              m/s²。（结果保留三位有效数字）
③（4分）乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，画出a与1/M图线后，发现：当1/M较大时，图线发生弯曲。于是，该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象。那么，该同学的修正方案可能是(      )

在验证机械能守恒的实验中（实验装置如图），有下列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，让重锤自由下落
C．取下纸带，更换纸带（或将纸带翻个面），重新做实验
D．将重锤固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提纸带
E．选择一条纸带，用刻度尺测出重锤下落的高度h₁、h₂、h₃、…… h_n，计算出对应的即时速度v_n
F．分别算出，比较在实验误差范围内是否相等．

（1）以上实验步骤按合理的操作步骤排列应该是
某个实验小组的甲乙两位同学按照正确的操作选得纸带如图示．其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点．用毫米刻度尺测得O到A、B、C各点的距离分别为h_A=9.51cm、h_B=12.42cm、h_C=15.70cm，现利用OB段所对应的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s²，打点计时器所用电源频率为f=50Hz，设重锤质量为0.1kg.

（2）根据以上数据可以求得重锤在OB段所对应的运动过程中减小的重力势能为__________J（计算结果保留三位有效数字，下同），而动能的增加量为________J．实验发现二者并不完全相等，请指出一个可能的原因__________________________________．
（3）处理数据过程中，甲乙两位同学分别发现了一种计算B点对应时刻物体速度v_B的新思路：
甲同学发现，图中的B是除起始点外打点计时器打下的第n个点．因此可以用从O点到B点的时间nT（T是打点计时器的打点周期）计算，即v_B=gnT，再依此计算动能的增量．
乙同学认为，可以利用从O点到B点的距离h_B计算，即，再依此计算动能的增量．
你认为，他们新思路中(　　)
A．只有甲同学的思路符合实验要求   B．只有乙同学的思路符合实验要求
C．两位同学的思路都符合实验要求    D．两位同学的思路都不符合实验要求
（4）在上图纸带基础上，某同学又选取了多个计数点，并测出了各计数点到第一个点O的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出的图线应是如下图中的          ．图线的斜率表示           ．

（5分）某实验小组用图甲所示装置“探究功与物体速度变化的关系”。

（1）为平衡小车运动过程中受到的阻力，应该采用下面所述方法中的________（填入选项前的字母代号)。

A．逐步调节木板的倾斜程度，让小车能够自由下滑

B．逐步调节木板的倾斜程度，让小车在橡皮条作用下开始运动

C．逐步调节木板的倾斜程度，给小车一初速度，让拖着纸带的小车匀速下滑

D．逐步调节木板的倾斜程度，让拖着纸带的小车自由下滑

（2）图乙是该实验小组在实验过程中打出的一条纸带，已知打点计时器连接的电源的频率为50Hz，则橡皮筋恢复原长时小车的速度为__________m／s（结果保留3位有效数字）。

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