题目内容

某同学利用竖直上抛小球的频闪照片《验证机械能守恒定律》。频闪仪每隔0.05s闪光一次，图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度取9.8m/s2，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字）：

时刻

t2

t3

t4

t5

速度（m/s）

4.99

4.48

3.98

 

⑴由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度为v5=        m/s；

⑵从t2到t5时间内，重力势能增量为Ep=       J，动能减少量为Ek=     J；

⑶在误差允许的范围内，若Ep与E k近似相等，从而验证了机械能守恒定律。由上述计算可得Ep     Ek (选填“＞”、“＜”或“=”)，造成这种结果的主要原因是：                          。

 

【答案】

（1）3.48   （2）1.24   1.28 （3）＜  存在空气阻力

【解析】

试题分析：根据求瞬时速度的方法。从t2到t5时间内，重力势能增量为Ep=mgh=1.24J。，动能变化量为。在这个过程中由于空气阻力的存在，一部分机械能转化为内能消耗掉，所以重力势能增加量小于动能减少量

考点：机械能守恒定律的验证

点评：此类题型考察到机械能守恒定律的验证。通过打点计时器求某点瞬时速度，然后去验证机械能是否守恒。

 

练习册系列答案
相关题目
（1）通常用的游标卡尺，在游标上有20个小等分刻度，它们的总长度为19mm，它的每一分度与主尺的最小分度1mm相差
1
20
mm．如图所示为用20分度的游标卡尺测量一金属钢笔杆某处直径时的示数，则钢笔杆此处的直径为
1.055
1.055
cm．
（2）某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．频闪仪每隔0.05s闪光一次，图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度9.8m/s2，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字）：
时刻 t2 t3 t4 t5
速度（m/s） 4.99 4.48 3.98 ？
①由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=
3.48
3.48
m/s；
②从t2到t5时间内，重力势能增量△Ep=
1.24
1.24
J，动能减少量△Ek=
1.28
1.28
J；
③在误差允许的范围内，若△Ep与△Ek近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算得△E p
＜
＜
△E k  （选填“＞”、“＜”或“=”），造成这种结果的主要原因是
纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在
纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在
．
（1）某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律．
①某同学用20分度游标卡尺测量小球的直径，读数如图甲所示，小球直径d=
 
cm．
②图乙所示弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门A、B，计时装置测出小球通过A、B的时间分别为△tA、△tB．用刻度尺测出光电门A、B问的距离h，已知小球的质量为m，当地的重力加速度为g，在误差范围内，若公式
 
成立，就可以验证机械能守恒（用题目中给出的物理量符号表示）．
（2）用下列器材组成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能描绘出小灯泡的伏安特性曲线．
A．电压表V1（量程6V，内阻很大）
B．电压表V2（量程3V，内阻很大）
C．电流表A（量程3A，内阻很小）
D．滑动变阻器尺（最大阻值10Ω，额定电流4A）
E．小灯泡（2A，5W）
F．电池组（电动势E，内阻r）
G．开关一只，导线若干
实验时，调节变阻器，多次测量，发现若电压表V1的示数变大，则电压表V2的示数变小．
①请将实验电路图在答题纸上图丙的虚线方框中补充完整．
②每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点（I1，U1）、（I1，U2），标到I-U坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图丁所示．则电池组的电动势E=
 
V，内阻r=
 
（结果保留两位有效数字）．
③I-U坐标中画出的两条图线在P点（2.0A，2.5V）相交，此时滑动变阻器接入电路的阻值应为
 
Ω．
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某校两个课外活动小组分别用以下两种方法来验证机械能守恒定律．请阅读下列两段材料，完成后面问题．
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（1）第1小组：利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．如图所示，图中数据为实际距离，t0时刻刚好对应抛出点，该小组同学通过计算得到不同时刻的速度和速度的平方值如下表，当他们要计算重力势能的改变量时，发现需要先计算当地重力加速度，请你根据实验数据，按照下列要求计算出重力加速度（忽略空气阻力的影响）．
时刻 t1 t2 t3 t4 t5
速度v（m/s） 4.52 4.04 3.56 3.08 2.60
v2（m2/s2） 20.43 16.32 12.67 9.49 6.76
①在所给的坐标纸上作出v2-h图象；
②分析说明，图象斜率的绝对值表示的物理意义是：
 
；
③由图象求得的重力加速度是
 
m/s2（结果保留三位有效数字）．
（2）第2小组：DIS实验是利用现代信息技术进行的实验．“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示，小组同学在实验中利用小铁块从很光洁的曲面上滑下，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图乙所示．图象的横轴表示小铁块距d点（最低点）的高度h，纵轴表示小铁块的重力势能EP、动能Ek或机械能E．试回答下列问题：
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①图乙的图象中，表示小铁块的重力势能EP、动能Ek、机械能E随小球距d点的高度h变化关系的图线分别是
 
（按顺序填写相应图线所对应的文字）；
②根据图乙所示的实验图象，可以得出的结论是：
 
．
（1）通常用的游标卡尺，在游标上有20个小等分刻度，它们的总长度为19mm，它的每一分度与主尺的最小分度1mm相差
1
20
mm．如图所示为用20分度的游标卡尺测量一金属钢笔杆某处直径时的示数，则钢笔杆此处的直径为______cm．
（2）某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．频闪仪每隔0.05s闪光一次，图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度9.8m/s2，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字）：
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时刻 t2 t3 t4 t5
速度（m/s） 4.99 4.48 3.98 ？
①由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=______m/s；
②从t2到t5时间内，重力势能增量△Ep=______J，动能减少量△Ek=______J；
③在误差允许的范围内，若△Ep与△Ek近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算得△E p______△E k  （选填“＞”、“＜”或“=”），造成这种结果的主要原因是______．
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（1）通常用的游标卡尺，在游标上有20个小等分刻度，它们的总长度为19mm，它的每一分度与主尺的最小分度1mm相差mm．如图所示为用20分度的游标卡尺测量一金属钢笔杆某处直径时的示数，则钢笔杆此处的直径为______cm．
（2）某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．频闪仪每隔0.05s闪光一次，图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度9.8m/s2，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字）：
时刻t2t3t4t5
速度（m/s）4.994.483.98？
①由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=______m/s；
②从t2到t5时间内，重力势能增量△Ep=______J，动能减少量△Ek=______J；
③在误差允许的范围内，若△Ep与△Ek近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算得△E p______△E k  （选填“＞”、“＜”或“=”），造成这种结果的主要原因是______．

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