题目内容

17.《验证机械能守恒定律》的实验装置如图所示,
(1)图中A是电磁打点计时器,B是纸带(填器材名称)
(2)下列有关操作,正确合理的一项是B(填序号)
A.将固定在重物上的纸带穿过打点计时器,再将打点计时器固定在铁架台上
B.用手提着纸带,使重物静止在打点计时器下方,先接通电源,再放开纸带
C.先放开纸带让重物下落,再接通打点计时器的电源
D.先取下固定在重物上的打好点的纸带,再切断打点计时器的电源
(3)通过对纸带几组数据的正确处理,发现总是物体重力势能的减小量大于 物体动能的增加量(选填大于、小于、等于)

分析 根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤.根据能量守恒定律,抓住阻力的影响,比较重力势能的减小量和动能增加量之间的关系.

解答 解:(1)图中A是电磁打点计时器,B是纸带.
(2)A、实验时先将打点计时器固定在铁架台上,再将固定重物的纸带穿过打点计时器,故A错误.
BC、实验时应先接通电源,再释放重物,故B正确,C错误.
D、实验结束后,先关闭电源,再取下纸带,故D错误.
故选:B.
(3)由于阻力的存在,部分重力势能转化为内能,所以重力势能的减小量大于物体动能的增加量.
故答案为:(1)电磁打点计时器,纸带;(2)B;(3)大于.

点评 解决本题的关键纸带实验的原理以及操作中的注意事项,纸带实验误差的来源,知道阻力的影响无法避免,只能减小该误差,属于系统误差.

练习册系列答案
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2.用如图1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.重锤从高处由静止开始落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,已知重力加速度为g,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.用天平测量出重锤的质量;
D.先释放悬挂纸带的夹子,然后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锤下落过程中减少
的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能.
其中没有必要或操作不恰当的步骤是BCD(填写选项对应的字母)
②如图2所示是实验中得到一条纸带,将起始点记为O,并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点,分别记为A、B、C、D、E、F,量出与O点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6,使用交流电的周期为T,设重锤质量为m,则在打E点时重锤的动能为$\frac{{m{{({h_6}-{h_4})}^2}}}{{8{T^2}}}$,在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为mgh5

③在本实验中发现,重锤减少的重力势能总是大于(填“大于”或“小于”)重锤增加的动能,主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,为了测定阻力大小,可算出②问中纸带各点对应的速度,分别记为v1至v6,并作vn2-hn图象,如图3所示,直线斜率为k,则可测出阻力大小为$m(g-\frac{k}{2})$.

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