题目内容

如图是某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验时打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，已知打点计时器的打点周期为T，自由下落的重锤质量为m，重力加速度为g，请完成以下问题：

（1）打点计时器打下点C时，物体的速度vc=______．
（2）从起点O到打下点C的过程中，重力势能的减少量△EP=______，此过程中物体动能的增加量△EK=______．
（1）由匀变速直线运动的推论vn=
xn+xn+1
2T
得：
vC=
S1+S2
4T

（2）从起点O到打下点C的过程中，重力势能的减少量△EP=mg（S0+S1）
动能的增加量△EK=
1
2
mvC2=
m(S1+S1)2
32T2

故答案为：（1）
S1+S2
4T
；（2）mg（S0+S1）；
m(S1+S1)2
32T2
．
练习册系列答案
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在下面的实例中，机械能不守恒的是（　　）
A．小球自由下落，落在弹簧上，将弹簧压缩后又被弹簧弹起来
B．物体沿光滑的斜面自由下滑
C．跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降
D．飞行的子弹击中放在光滑水平桌面上的木块
（1）在共点力合成的实验中，根据实验数据画出力的图示，如图所示．图上标出了F1、F2、F、F′四个力，其中______不是由弹簧秤直接测得的（填上述字母）．
（2）在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中，实验装置如图所示．下面关于实验操作的叙述正确的是______．（单项选择）
A、应该用天平称出重锤的质量
B、应该选用点迹清晰，第一、二两点间的距离接近2mm的纸带
C、操作时应先放纸带再通电
D、电火花打点计时器应接在电压为220V的直流电源上
现要通过实验验证机械能守恒定律．实验装置如图所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨低端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A，B两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度．用g表示重力加速度．若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为______．动能的增加量可表示为______．若在运动过程中机械能守恒，
1
t2
与s的关系式为
1
t2
=______．
如图为验证机械能守恒定律的实验打下的纸带，纸带上的点都是连续打下的点．已知打点计时器所用交流电源周期为T，重力加速度为g．量得1、2、3各点到起点O的长度是：h1，h2，h3．已知重锤质量为m，从起点O到2点重锤重力势能减少量为______，动能增加量为______．事实上重锤重力势能的减少量与动能的增加量不会严格相等，主要误差原因是______．（写出一条即可）
在验证机械能守恒定律的实验中．

（1）下列说法正确的是______．
A．实验时，应先松开纸带，重锤运动稳定后再接通电源
B．在安装电磁打点计时器时，复写纸要放在纸带上面
C．为了减小误差，重物质量应大些
D．若t为起点到某点的时间，计算该点的速度可用公式v=gt
（2）若实验中所用重锤的质量为m=0.1kg，打点纸带如图1所示，O点为起点，A、B、C、D为四个连续计时点，各点到O点的距离如图，打点时间间隔为0.02s，打B点时，重锤的动能EAB=______J，从O点至B点过程中重锤的重力势能减少量是______J．（计算结果保留三位有效数字）
（3）根据纸带算出相关各点的速度v，量出对应下落的距离h，则以
1
2
v2为纵轴，以h为横轴作出的图象应是图2中的______．
根据“验证机械能守恒定律”实验，回答以下问题：
（1）有下列器材可供选择：
A．铁架台B．电火花打点计时器C．墨粉纸盘D．纸带E．交流电源
F．天平G．秒表H．导线
上述器材不需要的是______（只填字母代号），缺少的器材是______．
（2）某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用220V，50HZ打点计时器打出一条无漏点的纸带，如图，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，已知重锤质量为1kg，重力加速度取9.8m/s2．（计算结果保留3位有效数字）

①打点计时器打出B点时，重锤的动能EkB=______J．
②从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为△EP=______J．
在用打点计时器验证机械能守恒定律实验中，质量为1kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打下一系列的点（如图1）．如图2为选取的符合实验要求的一条纸带，0为打点计时器打下的第一个点，点A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点．已知打点计时器的频率为50HZ，当地重力加速度为9.8m/s2．那么，

（1）实验中，下面哪些测量工具是必需的？______．
A．天平B．直流电源C．刻度尺D．秒表
（2）实验中，发现重锤减少的势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的主要原因是______
A．选用的重锤质量过大
B．数据处理时出现计算错误
C．空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
D．实验时操作不够细，实验数据测量不准确
（3）纸带的______端（选择“左”或“右”）与重物相连；
（4）图2中应取0点与______点来验证机械能守恒
（5）从0点到所取点，重物的重力势能减少量______J，动能的增加量______J．（结果取3位有效数字）
（18分）如图甲，光滑的水平面上有三个滑块a、b、c；a、b的质量均等于1kg；b、c被一根轻质弹簧连接在一起，处于静止状态；在t=0时，滑块a突然以水平向右的速度与b正碰，并瞬间粘合成一个物体（记为d）；此后运动过程中弹簧始终处于弹性限度内，d的速度随时间做周期性变化，如图乙。则： 

（1）求滑块a的初速度大小以及a、b正碰中损失的机械能△E；
（2）求滑块c的质量；
（3）当滑块c的速度变为vx瞬间，突然向左猛击一下它， 使之突变为－vx，求此后弹簧弹性势能最大值Ep的表达式，并讨论vx取何值时，Ep的最大值Epm。

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