题目内容

在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz．查得当地的重加速度g=9.80m/s2，测得所用的重物的质量为1.00kg．实验中得到一条点迹清晰且符合实验要求的纸带，把第一个点记作O，另连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为56.19cm、62.99cm、70.18cm、77.76cm．根据以上数据，可知A、B两点间的时间间隔为
0.02
0.02
s；重物由O点到运动C点，重力势能减少量等于
6.88
6.88
J，动能的增加量等于
6.82
6.82
J．（结果保留3位有效数字）
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．
解答：解：①设相邻两点之间的时间间隔为t，则gt2=
.
BC
-
.
AB
=
.
CD
-
.
BC

代人数据解得：t=0.02s
②重力势能减少量：△EP=mgh=1×9.8×0.7018J=6.88J
③打下C时的速度：vC=
.
BD
2t
=
0.7776-0.6299
2×0.02
m/s=3.693m/s
动能的增加量：△EK=
1
2
m
v
2
C
=
1
2
×1×3.6932=6.82J
故答案为：0.02； 6.88；  6.82
点评：纸带问题的处理时力学实验中常见的问题，对于这类问题要熟练应用运动学规律和推论进行求解，计算过程中要注意单位的换算和有效数字的保留．
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，提供了重锤线的是
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        D、用单摆测定重力加速度
（2）在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中：若打点计时器所接交流电的频率为50赫兹，甲、乙两条实验纸带，如图1所示，应选
甲
甲
纸带好．若已测得点2到4间距离为s1，点0到3间距离为s2，打点周期为T，验证重物开始下落到打点计时器打下点3这段时间内机械能守恒，s1、s2和T应满足的关系为T=
S1
2
2gS2
S1
2
2gS2
．

（3）影响物质材料电阻率的因素很多．一般金属材料的电阻率随温度的升高增大，而半导体材料的电阻率则随温度的升高而减小．某校研究性学习小组为了研究某种导电材料的导电特性，他们用该种材料制作成电阻值较小的线状元件z做实验，所用电压表的量程为3V，电流表的量程为3A，测得元件Z中的电流与相应电压的9组数据标在I-U图上．
①他们进行实验应选用的实物电路图是图2中的
C
C
．

②在交流评价过程中某同学提出，有2组实验数据存在明显的错误，你认为是
C、D
C、D
（只需填上与该数据对应的点O、A、B…）
③请在图3上画出元件Z的伏安特性曲线，判断元件Z是
半导体
半导体
材料（“金属”或“半导体”）．
（2010?成都二模）（1）在验证“机械能守恒定率”的试验中：
①下面叙述正确的是
AB
AB
（填序号字母）
A．选用的重物的体积应当小一些
B．操作时应先通电再释放纸带
C．应该选用点迹清晰，且第一、二两点间的距离接近2mm的纸带进行分析
D．电磁打点计时器都应接在电压为20V的交流电源上
②实验室有下列器材可供选用：铁架台，电磁打点计时器（包括复写纸），纸带，停表，低压交流电源（带开关），导线，天平，刻度尺．
其中不必要的器材有
停表，天平
停表，天平
；缺少的器材是
重物
重物
．
（2）某同学想测某个电阻的电阻值Rx（约为130Ω），为此他找来下列器材：
A．电流E：电动势约为1.5V，内阻可忽略不计
B．电流表A1：量程为0～10mA，内电阻r1=10Ω
C．电流表A2：量程为0～20mA电阻r2约为5Ω
D．定值电阻R0：阻值R0=90Ω
E．滑动变阻器R1：最大阻值为20Ω
F．滑动变阻器R2：最大阻值为1000Ω
G．单刀单掷开关S，导线若干
①该同学的设计思路是：先将其中一只电流表改装成电压表，然后利用伏安法测出Rx．为了尽量准确的测出Rx的阻值，请你根据找到的器材和该同学的设计思路，在虚线框内画出实验电路图，并标出器材符号．
②你所选用的滑动变阻器是
R1
R1
（填器材序号字母或器材符号）．
③若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，则Rx的表达式为：Rx=
I1(R0+r1)
I2-I1
I1(R0+r1)
I2-I1
．
某实验小组想利用图（甲）所示的单摆装置来验正机械能守恒定，但需要先测定当地的重力加速度．他们从实验室找来了如图（乙）所示的实验器材．
（1）在测量当地的重力加速度时，除器材a、c外，还应选择的器材有
 
（填器材下的字母）．若测量过程中悬点松动，则测出的重力加速度
 
真实重力加速度（填“大于、等于或小于”）．
（2）用游标卡尺测量摆球的直径时读数如图所示，则小球的直径为
 
 cm．
（3）重力加速度测出后，继续验证摆球的机械能是否守恒，需要的器材有
 
（填器材下的字母）．取最低点D处为零势面，横坐标h为小球离最低点的高度，纵坐标E为小球的动能或势能（m为小球的质量）．推据记录的实验数据，处理后得到图（丙）所示的实验图象，经分析后可以得出的结论是：
 
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某实验小组想利用图（甲）所示的单摆装置来验正机械能守恒定，但需要先测定当地的重力加速度．他们从实验室找来了如图（乙）所示的实验器材．
（1）在测量当地的重力加速度时，除器材a、c外，还应选择的器材有______（填器材下的字母）．若测量过程中悬点松动，则测出的重力加速度______真实重力加速度（填“大于、等于或小于”）．
（2）用游标卡尺测量摆球的直径时读数如图所示，则小球的直径为______ cm．
（3）重力加速度测出后，继续验证摆球的机械能是否守恒，需要的器材有______（填器材下的字母）．取最低点D处为零势面，横坐标h为小球离最低点的高度，纵坐标E为小球的动能或势能（m为小球的质量）．推据记录的实验数据，处理后得到图（丙）所示的实验图象，经分析后可以得出的结论是：______．

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