题目内容

如图所示，是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置g取10m/s2

（1）选出一条纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通过50HZ的交流电，用分度值为1mm的刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.90cm，OC=27.06cm，在计数点A和B、B和C之间还有一个点，重锤的质量为1.00Kg，甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打出B点时重锤的重力势能比开始时下落时减少了
1.89
1.89
J；打点计时器打到B点时重锤的速度vB=
1.83
1.83
m/s，此时重锤的动能比开始下落时增加了多少
1.67
1.67
J（结果均保留三位有效数字）
（2）某同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计数器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以
12
v2为纵轴画出了如图所示的图线，图线的斜率近似等于
B
B
．
A、19.6   B、9.80   C、4.90
图线为过原点的原因是
该同学做实验时，先释放了纸带，然后才合上打点计时器的开关
该同学做实验时，先释放了纸带，然后才合上打点计时器的开关
．
分析：①重物在下落过程中减少的重力势能EP=mgh；根据做匀变速运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，然后求出重物经过B点时的动能；
②根据机械能守恒有
1
2
mv2=mgh，因此在以
1
2
v2为纵轴，以h为横轴的图线中，斜率表示重力加速度，图线不过原点，说明开始时，物体已经具有了动能．
解答：解：①重力势能减小量△Ep=mgh=1×10×0.189J=1.89J．
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有：
vB=
xOC-xOA
2T
=1.83m/s
打B点时的动能为：
EKB=
1
2
mvB2=1.67J   
（2）根据机械能守恒有
1
2
mv2=mgh，因此在以
1
2
v2为纵轴，以h为横轴的图线中，斜率表示重力加速度，故选B
图线不过原点，说明开始时，物体已经具有了动能，因此该同学做实验时先释放了纸带，然后再合上打点计时器的开关．
故答案为：
（1）1.89   1.83   1.67   （2）B   该同学做实验时，先释放了纸带，然后才合上打点计时器的开关．
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，同时注意应用数学知识来解决物理问题．
练习册系列答案
相关题目
如图所示，是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置，请回答下列问题：
（1）从下列器材中选出实验所必须的，其编号为
ABD
ABD
．
A．打点计时器（含纸带）； B．重锤；   C．天平；D．毫米刻度尺；  E．秒表．
（2）实验中产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器时的摩擦阻力，使重锤获得的动能往往
小于
小于
它所减小的重力势能（填大于、小于或等于）．
（3）如果以
v2
2
为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出
v2
2
-h图线是一条通过坐标原点的倾斜直线，该直线的斜率是
重力加速度
重力加速度
．
（1）如图所示，是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置，请回答下列问题：
①从下列器材中选出实验所必须的，其编号为
ABD
ABD
．
A．打点计时器（含纸带）；  B．重锤； C．天平； D．毫米刻度尺；  E．秒表．
②实验中产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器时的摩擦阻力，使重锤获得的动能往往
小于
小于
它所减小的重力势能（填大于、小于或等于）．
③如果以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出v2/2-h图线是一条通过坐标原点的倾斜直线，该线的斜率是
重力加速度
重力加速度
．
（2）某同学用如图所示的装置来探究动能定理．

①实验时为了保证小车受到的合力与钩码的总重力大小基本相等，钩码的总质量应满足的实验条件是
钩码的总质量远小于小车的质量
钩码的总质量远小于小车的质量
，实验时首先要做的步骤是
平衡摩擦力
平衡摩擦力
．
②挂上适当的钩码后小车开始做匀加速直线运动，用打点计时器在纸带上记录其运动情况．下图是实验时得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点．本实验能测出的物理量有：小车的质量M，钩码的总质量m，各计数点间的距离△xn．已知相邻计数点间的时间间隔为T，重力加速度为g．则打点计时器打出B点时小车的速度为
△x1+△x2
2T
△x1+△x2
2T
，小车合外力的功与动能变化间的关系式为
mg(△x3+△x4)=
1
2
M(
△x4+△x5
2T
)2-
1
2
M(
△x2+△x3
2T
)2
mg(△x3+△x4)=
1
2
M(
△x4+△x5
2T
)2-
1
2
M(
△x2+△x3
2T
)2
．

如图所示，是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置。（g取9.80m/s2）

(1) 选出一条纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz的交流电。用分度值为1mm的刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.90cm，OC=27.06cm， 在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为1.00kg。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了__________J；打点计时器打到B点时重锤的速度vB=__________m/s，此时重锤的动能比开始下落时增加了__________J。（结果均保留三位有效数字）

(2)某同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如上图的图线。图线的斜率近似等于_____________。 

A.19.6           B.9.80          C.4.90

图线未过原点O的原因是____________________________________。

实验题（2小题，共18分）
（1）如图所示，是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置，请回答下列问题：

①从下列器材中选出实验所必须的，其编号为             。

A．打点计时器（含纸带）；B．重锤 ；C．天平；D．毫米刻度尺 ；
E.秒表。
②实验中产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器时的摩擦阻力，
使重锤获得的动能往往   它所减小的重力势能（填大于、小于或等于）。
③如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出图线是一条通过坐标原点的倾斜直线，该线的斜率是          。
⑵（10分）某同学通过连接下图(a)实验器材来描绘额定电压为2.0V，额定功率为1.0W的小灯泡Ｌ的Ｕ—Ｉ图线(要求Ｌ的电流从零开始)．其中电源的电动势为3V。

①该同学有两条连线是错误的，请在图(a)中对错线打“×”，并画出正确连线。
②他根据实验数据，计算并描绘出Ｕ－Ｉ的图象如图(b)所示。由图象可知，当所加电压为0.8V时，灯丝电阻为_______Ω，灯泡实际消耗的电功率为________Ｗ；而由此图可知小灯泡Ｌ的电阻随着电压的增大而　　　　。(计算结果保留二位有效数字)

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