题目内容

（6分）在“验证机械能守恒的实验”中，已知打点计时器使用的交流电源的周期为0.02s，当地的重力加速度g＝9.80m/s2。该实验选取的重锤质量为1.00kg，选取如图所示的一段纸带并测量出相邻各点之间的距离，利用这些数据验证重锤通过第2点至第5点间的过程中遵从机械能守恒定律。通过计算可以得出在第2点位置时重锤的动能为_________J；第5点位置重锤时的动能为_________J；重锤从第2点至第5点间的过程中重力势能的减小量为_________J。（保留三位有效数字）

 

1.13；2.21；1.06

解析:

 

练习册系列答案
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在“验证机械能守恒的实验”中，已知打点计时器使用的交流电源的周期为0.02s，当地的重力加速度g=9.80m/s2．该实验选取的重锤质量为1.00kg，选取如图所示的一段纸带并测量出相邻各点之间的距离，利用这些数据验证重锤通过第2点至第5点间的过程中遵从机械能守恒定律．通过计算可以得出在第2点位置时重锤的动能为
1.13
1.13
J；第5点位置重锤时的动能为
2.21
2.21
J；重锤从第2点至第5点间的过程中重力势能的减小量为
1.06
1.06
J．（保留三位有效数字）
在“验证机械能守恒”的实验中，有下述A至F六个步骤：
A、D、B、C、E、F
A、D、B、C、E、F

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．，计算出对应的瞬时速度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
A、D、B、C、E、F
A、D、B、C、E、F
．
（2 ） 计算表明，总有
1
2
mvn2
＜
＜
mghn（填“＞”“=”或“＜”），原因是
重物下落过程中克服阻力做功，重物减少的重力势能没有全部转化为动能
重物下落过程中克服阻力做功，重物减少的重力势能没有全部转化为动能
．
在“验证机械能守恒”的实验中
（1）打点计时器的安装放置要求为
底板要竖直，两限位孔在同一条竖直线上
底板要竖直，两限位孔在同一条竖直线上
开始打点计时的时候，应先
通电打点
通电打点
，然后
释放重物
释放重物
．
（2）实验中产生误差的原因主要是
摩擦阻力
摩擦阻力
，使重锤获得的动能往往
小于
小于
（填写“大于、小于或等于”）它所减少的重力势能．为减小误差，悬挂在纸带下的重锤应选择
质量大一些的
质量大一些的
．
（一）有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度．用它测量一小球的直径，如图甲所示的读数是
10.50
10.50
mm．用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图乙所示的读数是
7.500
7.500
mm．

（二）在“验证机械能守恒”的实验中：
（1）从下列器材中选出实验所必须的，其序号为
ABD
ABD
．
A．打点计时器（包括纸带）；B．重锤；C．天平；D．毫米刻度尺；E．秒表；F．运动小车
（2）为减小误差，重锤应选择
密度较大，质量较大的重锤
密度较大，质量较大的重锤
．
（3）如果以
v2
2
为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的
v2
2-h
图线是
过原点的倾斜直线
过原点的倾斜直线
该图线的斜率等于
当地的重力加速度
当地的重力加速度
．
在验证机械能守恒的实验中，所用电源的频率为50Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点位置对应刻度尺上的读数如图所示（图中O是打点计时器打的第一个点，A、B、C、D、E分别是以每打两个点的时间作为计时单位取的计数点）．查得当地的重力加速度g=9.80m/s2．根据纸带求：
（1）若重锤质量为m，则重锤从起始下落至B时，减少的重力势能为多少？
（2）重锤下落到B时，动能为多大？
（3）从（1）、（2）的数据可得什么结论？产生误差的主要原因是什么？
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