题目内容

用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验．已知打点计时器所用电源的频率为50Hz．查得当地的重力加速度g=9.80m/s2，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量各计数点到O点的距离如图所示．图中O点是打点计时器打出的第一个点，A，B，C，D分别是每隔一个点取的计数点，则重物由O点运动到B点时，重力势能的减小量等于    mJ，动能的增加量为    mJ（保留三位有效数字，其中重物质量m已填好），产生误差的主要原因是    ．（写出一条即可）
【答案】分析：纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，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，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．
由于纸带通过时受到较大的阻力和重锤受到的空气阻力，重力势能有相当一部分转化给摩擦产生的内能，所以重力势能的减小量明显大于动能的增加量．
解答：解：图中O点是打点计时器打出的第一个点，A，B，C，D分别是每隔一个点取的计数点，所以相邻的计数点的时间间隔是0.04s．
重物由O点运动到B点时，重物的重力势能的减少量△Ep=mgh=9.8×0.7857mJ=7.70mJ．
利用匀变速直线运动的推论
vB==1.95m/s
EkB=mvB2=1.90 mJ
△Ek=EkB-0=0.190  mJ
这样验证的系统误差总是使重物的重力势能的减少量略大于动能的增加量，原因是纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力．
故答案为：7.70，1.90，纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力．
点评：运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题．要注意单位的换算．
要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒．
练习册系列答案
相关题目
（1）现行高中物理教材的学生实验中，使用了重锤线的是
AC
AC

A、研究平抛物体的运动
B、验证机械能守恒定律
C、验证动量守恒定律
D、用单摆测定重力加速度
（2）某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验．本实验中必须测量的物理量有：
BE
BE
．
A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H
B．小球a、b的质量ma、mb
C．小球a、b的半径r
D．小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t
E．记录纸上O点A、B、C各点的距离OA、OB、OC
F．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h．
用如图所示的装置做“探究功与速度变化的关系”的实验时：
（1）下列说法正确的是（填字母代号）
ABCF
ABCF

A．为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动
B．每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样
C．可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值
D．可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值
E．实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源
F．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度
G．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度
（2）若在实验中，我们用1条、2条、3条…同样的橡皮筋进行1次、2次、3次…实验．实验中，如果橡皮筋拉伸的长度都相等，那么每次橡皮筋对小车做的功可记作W、2W、3W…对每次打出的纸带进行处理，求出小车每次最后匀速运动时的速度v，记录数据见下表：
功W 0 W 2W 3W 4W 5W 6W
v/（m?s-1） 0 1.00 1.41 1.73 2.00 2.24 2.45
据以上数据，在坐标纸中作出W-v2图象．
（3）根据（2）题中的图象可以得出的结论是
外力做功与物体速度平方成正比
外力做功与物体速度平方成正比
．
用如图所示的装置做实验时，小车放在水平桌面上，保持小车的质量不变，测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示．
F/N 0.20 0.30 0.40 0.50
a/（m?s-2） 0.10 0.21 0.29 0.40

（1）根据表中的数据在图中画出a-F图线；

（2）把图线延长，发现图线不通过原点，其原因是
实验中遗漏了平衡摩擦力的步骤
实验中遗漏了平衡摩擦力的步骤
．
精英家教网在用如图所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是（　　）
某同学在用如图所示的装置做“探究加速度与力的关系”的实验时，忘记平衡小车运动中所受的摩擦力了，其他操作、计算及作图均正确，他最后作出的a-F关系图象可能是（　　）

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