用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中:(1)运用公式$\frac{mv2}{2}$=mgh对实验条件的要求是最初两点间的距离接近2mm,(2)若实验中所用重物的质量m=1kg．打点纸带如图2所示.打点时间间隔为T=0.02s.则记录B点时.重物速度vB=0.590m/s.重物动能Ek=0.174J.从开始下落起至B点时重物的重力势能减少量是0.172J.由此� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

15．用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中：
（1）运用公式$\frac{mv2}{2}$=mgh对实验条件的要求是最初两点间的距离接近2mm；
（2）若实验中所用重物的质量m=1kg．打点纸带如图2所示，打点时间间隔为T=0.02s，则记录B点时，重物速度v_B=0.590m/s，重物动能E_k=0.174J，从开始下落起至B点时重物的重力势能减少量是0.172J，由此可得出的结论是在实验误差范围内，重物的机械能守恒；（结果保留三位有效数字，g取9.8m/s²）

分析本题应从实验原理、纸带的选择、实验步骤、实验数据处理这几点去分析．
本实验是以自由落体运动为例来验证机械能守恒定律，纸带匀变速直线运动时，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．根据$\frac{{v}^{2}}{2}$-h的表达式，从数学的角度分析图象．

解答解：（1）用公式$\frac{1}{2}$mv²=mgh时，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始，打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02 s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度，所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm，
h=$\frac{1}{2}$gT²=×9.8×0.02² m≈2 mm．
（2）利用匀变速直线运动的推论有：v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.0314-0.0078}{2×0.02}$=0.590m/s，
重锤的动能E_KB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×1×（0.59）=0.174J
从开始下落至B点，重锤的重力势能减少量为：△E_p=mgh=1×9.8×0.176J=0.172J．
得出的结论是在误差允许的范围内，重锤的机械能守恒．
故答案为：（1）最初两点间的距离接近2mm；
（2）0.590，0.174，0.172；在实验误差范围内，重物的机械能守恒；

点评本题关键从实验原理出发，分析纸带的选择，数据处理，并能得出结论．利用图象问题结合数学知识处理物理数据是实验研究常用的方法．我们更多的研究直线图形，找出其直线的斜率和截距．

练习册系列答案

6．关于加速度的概念，正确的说法是（　　）

	A．	加速度就是增加出来的速度
	B．	加速度的大小反映了速度变化的大小
	C．	加速度的大小反映了速度变化的快慢
	D．	加速度的大小反映了速度对时间变化率的大小

10．关于电场和磁场的下列说法中，你认为正确的是（　　）

	A．	电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同，磁感线上每一点的切线方向都跟电荷在该点所受的洛仑兹力方向相垂直
	B．	磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质
	C．	磁感线和电场线都是为了描述场而虚设的，是根本不存在的
	D．	若一小段长为L、通过电流为I的导体，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是$\frac{F}{IL}$

20．

如图所示，a、b是匀强电场中的两点，把质子从a点移到b点的过程中，电场力将做正（填正或负）功，电子的电势能将减少（填增加或减少）．

7．用细绳拉着物体从静止开始向上做匀速运动，当拉力F=180N时，物体的加速度是5m/s²，g取10m/s²，则物体的质量及物体在第2s内的位移分别为（　　）

4．如图甲所示，竖直挡板MN左侧空间有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场，电场和磁场的范围足够大，电场强度E=40N/C，磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示，选定磁场垂直纸面向里为正方向．t=0时刻，一质量m=8×10^-4 kg、电荷量q=+2×10^-4 C的微粒在O点具有竖直向下的速度v=0.12m/s，O′是挡板MN上一点，直线OO′与挡板AN垂直，取g=l0m/S²．求：

（1）微粒再次经过直线OO′时与O点的距离；
（2）微粒在运动过程中离开直绒OO′的最大高度．

5．

如图所示，理想变压器的两个次级线圈分别接有“24V 12W”的灯泡L₁和“12V 24W”的灯泡L₂，开关断开时和闭合时两灯泡都正常发光，则当开关断开时和闭合时，通过初级线圈的电流之比为1：3．

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