在“动能与重力势能的转化和守恒的实验中.所用电源的频率为50Hz.某同学选择了一条较理想的纸带.用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图所示．图中O点是打点计时器打出的第一个点.O.A.B.C.D.E分别是每打两个点取出的计数点(g=9.8m/s2.取三位有效数)(1)若重锤的质量为0.5kg.则重锤从开始下落到打B点时.减少的重力势能为0.956J� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

17．在“动能与重力势能的转化和守恒”的实验中，所用电源的频率为50Hz，某同学选择了一条较理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图所示．图中O点是打点计时器打出的第一个点，O、A、B、C、D、E分别是每打两个点取出的计数点（g=9.8m/s²，取三位有效数）

（1）若重锤的质量为0.5kg，则重锤从开始下落到打B点时，减少的重力势能为0.956J．
（2）重锤下落到打B点时增加的动能为0.941J．
（3）根据实验，重锤从静止开始到打出B点的过程中，得到的结论是在误差允许的范围内，重锤减小的重力势能等于其动能的增加，验证了机械能守恒定律．

分析该实验为验证性实验，是在知道原理的情况下进行验证，因此求出物体下落时重力势能的减小量和动能的增加量是否相等即可验证，但是由于存在误差，物体下落时克服阻力做功，因此重力势能的减小量略大于动能的增加量．

解答解：（1）重力势能的减小量为：△E_P=mgh_OB=0.5×9.8×0.195=0.956J
（2）B点时的速度等于AC之间的平均速度：v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.2805-0.1250}{2×2×0.02}$m/s=1.94m/s
重锤下落到B点时增加的动能为：E_kB=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=$\frac{1}{2}$×0.5×1.94²J=0.941J；
（3）根据计算结果可以得出该实验的实验结论：在误差允许的范围内，重锤减小的重力势能等于其动能的增加，验证了机械能守恒定律．
故答案为：（1）0.956；（2）0.941；（3）在误差允许的范围内，重锤减小的重力势能等于其动能的增加，验证了机械能守恒定律．

点评通过该题理解验证性实验的特点，把握实验原理，提升实验能力，该题是考查基础实验知识的好题；解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量．

练习册系列答案

相关题目

	A．	机械波能发生多普勒效应，电磁波则不能
	B．	赫兹从理论上预言了电磁波的存在，麦克斯韦观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，麦克斯韦还测得电磁波在真空中具有与光相同的传播速度
	C．	麦克斯韦的电磁场理论说明有电场就会产生磁场，有磁场就会产生电场
	D．	考虑相对论效应，沿杆方向高速运动的杆长度比静止时短

12．一物体在水平面上做匀速圆周运动，运动半径为10m，测得物体经过$\frac{1}{4}$圆周的时间为2.5s，则物体运动线速度的大小为6m/s，角速度为0.6rad/s，周期为10s，转速为6r/min．（π取3）

5．

如图所示，一轻绳跨过定滑轮，两端分别拴着质量为M₁=m，M₂=2m的物块，M₂静止在地面上，现将M₁举高H自由释放，绳子拉紧时二者的速度相等，整个过程中M₁都不着地，不计空气阻力．求：
（1）绳子绷紧过程中，绳对M₂物块的冲量I大小（紧绷时间极短，重力冲量可忽略不计）
（2）M₂物块落回地面前，M₂离地面的最大高度．

12．

如图所示．A、B为一固定的水平绝缘杆，在其上下对称位置固定放置一对等量同种正电电荷，其连线与AB交于O点，杆上的E、F点关于O点对称，E、F的间距为L，一可以视为质点的小球穿在杆上，小球与杆的动摩擦因数随位置而变化，该变化规律足以保证小球从E点以一初速度v₀沿杆向右做匀减速直线运动并经过F点，小球带负电，质量为m，其在O点处与杆的动摩擦因数为μ₀，则在由E到F的过程中（　　）

	A．	小球在O点电势能最小
	B．	小球在E、F两点与杆的动摩擦因数一定相同
	C．	E到O点，小球与杆的动摩擦因数逐渐减小
	D．	小球克服摩擦力做功为μ₀mgL

2．

如图所示，现对质量为m的小球施加一拉力F，使小球在A点处于静止状态，细绳与竖直方向的夹角为θ，则所需要的最小拉力等于（　　）

9．

如图为利用饮料瓶制作的水火箭．先在瓶中灌入一部分水，盖上活塞后竖直倒置，利用打气筒充入空气，当内部气压达到一定值时可顶出活塞，便能喷水使水火箭发射升空．在喷水阶段，可以认为瓶内气体与外界绝热，则喷水阶段瓶内气体的温度降低（选填“升高”、“降低”、“不变”），瓶内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力减小（选填“增大”、“减小”、“不变”）．

6．在物理学发展过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明进程．对以下几位物理学家所作贡献的叙述中，符合史实的是（　　）

	A．	亚里士多德观点是：力是改变物体状态的原因
	B．	伽利略通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持
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	D．	卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量G

7．以下关于物理现象的说法中，正确的是（　　）

	A．	示踪原子利用的是元素同位素的放射性
	B．	海市蜃楼属于光的衍射现象
	C．	人们利用紫外线消毒依靠的是紫外线明显的热效应
	D．	色彩斑斓的肥皂泡属于光的干涉现象

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