题目内容

某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验时，不慎将一条选择好的纸带的前面部分损坏了，他没出剩下的一段纸带上每相邻两点间的距离，并标在纸带上，如图所示，已知打点计时器的周期为0.02s，重力加速度为g=9.80m/s2，则：

①当重锤质量为mkg，则打点2 时，重锤的动能Ek2=
1.13mJ
1.13mJ
；打点5时重锤的动能Ek5=
2.16mJ
2.16mJ
；从打点2 到打点5，重锤动能的改变量△Ek=
1.03mJ
1.03mJ
．
②从点2到点5重锤的重力势能改变量△Ep=
1.05mJ
1.05mJ
．
③实验结论：
在实验误差允许的范围内，物体的机械能守恒
在实验误差允许的范围内，物体的机械能守恒
．
④本实验产生误差的主要原因是：
实验中克服阻力做功，损失机械能
实验中克服阻力做功，损失机械能
．
分析：验证机械能守恒定律实验中，通过纸带上打点可确定重锤的位置，从而算出由静止到某点的速度对应的动能与这两点间的重力势能的关系，来验证机械能是否守恒．
解答：解：（1）利用匀变速直线运动的推论得：v2=
x13
2T
=
(2.80+3.20)×10-2
2×0.02
m/s=1.50 m/s
重锤的动能：EK2=
1
2
m
v
2
2
=1.125J≈1.13mJ
v5=
x46
2T
=
(4.00+4.30)×10-2
2×0.02
m/s=2.08 m/s
重锤的动能：EK5=
1
2
m
v
2
5
=2.1632J≈2.16mJ
重锤动能的改变量：△EK=EK5-EK2=1.03mJ
（2）从打下B点到打下E点的过程中重力势能减少量△EP=mgh=m×9.8×（0.0319+0.0358+0.0397）J=1.05 mJ．
（3）通过计算会发现，数值上△EP略大于△Ek，由此可以得出结论：在实验误差允许的范围内，物体的机械能守恒．
（4）通过计算会发现，数值上△EP＞△Ek，这是因为实验中克服阻力做功，损失机械能．
故答案为；①1.13mJ，2.16mJ，1.03mJ； ②1.05mJ；　③在误差范围内机械能是守恒的④实验中克服摩擦阻力做功，使机械能减小．
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）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验，主要步骤如下：
A．在桌面上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置D．记下D点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则作出合力F'；
E．只用一个弹簧测力计，通过绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示；
F．比较力F'和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．
上述步骤中：
①有两处遗漏了重要内容，这两个步骤的代号是：
C、E
C、E
；
②遗漏的内容分别是
C中应描下两力的方向
C中应描下两力的方向
和
应将结点拉至D点
应将结点拉至D点
．
（2）某实验小组采用如图（a）所示的电路测量规格为“6V，0.5A”的小型直流电动机中线圈的电阻（阻值约为几欧姆），R0是阻值为3.0Ω的定值电阻．

①调节R时，应控制电动机
不转动
不转动
（转动或不转动）时读出电流表、电压表的示数．
②若电压表示数是2.5V，电流表示数如上图（b）所示，读得电流表示数是
0.50
0.50
A．
③使用测得数据，计算电动机线圈电阻为
2.0
2.0
Ω．该电动机正常工作时输出的机械功率为
2.5
2.5
W．
④由于
电压表内阻
电压表内阻
（选填“电流表内阻”或“电压表内阻”）的影响，测得的电动机线圈电阻比实际值偏
小
小
（选填“大”或“小”）．
（1）某同学做“验证机械能守恒定律”实验
①该同学开始实验时情形如图1所示，接通电源释放纸带．请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：
（i）
 
；（ii）
 
．
②该同学经修改错误后，在正确操作下，研究从静止开始下落的物体所受阻力的情况，得到如图2所示的纸带（A、B、C、D、E均为相邻的打点），测出A、C间的距离s1=14.77cm，点C、E间的距离s2=16.33cm．g=10m/s2．电源的频率f=50Hz，重锤质量为m=1.0kg，设重锤所受阻力大小不变．在从A下落到E的过程中，阻力大小表达式
 
．通过C点时的即时速度大小为
 
m/s．（结果保留三位有效数字）
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（2）①某同学将多用电表的选择开关旋转到电阻挡，选用“×10”的倍率测量某电阻时示数如图3（该同学的操作均正确），为了读数更加精确，请在下列步骤中选择必须合理的步骤并按操作先后顺序填在横线上
 
．（填序号）
A．用小螺丝刀进行机械调零
B．选用“×100”的倍率挡
C．选用“×l”的倍率挡
D．将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使表针指在最右端的零位置
E．将红、黑表笔分别与待测电阻两极接触，重新测量
②某同学想用下列器材测量一电流表的内电阻rA，要求测量时两电表指针的偏转均超过其一半．
A．待测电流表A（量程300μA，内阻约为100Ω）
B．电压表V（量程3V，内阻RV=1kΩ）
C．电源E（电动势约4V，内阻忽略不计）
D．定值电阻R1=10Ω
E．滑动变阻器R2（0～20Ω，允许通过的最大电流2.0A）
F．开关S，导线若干
③在方框中画出测量电路原理图．
④电路接通后，正确测得电压表读数为2.8V，电流表读数为280μA，则所测电流表内阻rA=
 
．
（1）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验，主要步骤如下：
A．在桌面上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置D．记下D点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则作出合力F'；
E．只用一个弹簧测力计，通过绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示；
F．比较力F'和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．
上述步骤中：
①有两处遗漏了重要内容，这两个步骤的代号是：______；
②遗漏的内容分别是______和______．
（2）某实验小组采用如图（a）所示的电路测量规格为“6V，0.5A”的小型直流电动机
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中线圈的电阻（阻值约为几欧姆），R0是阻值为3.0Ω的定值电阻．

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①调节R时，应控制电动机______（转动或不转动）时读出电流表、电压表的示数．
②若电压表示数是2.5V，电流表示数如上图（b）所示，读得电流表示数是______A．
③使用测得数据，计算电动机线圈电阻为______Ω．该电动机正常工作时输出的机械功率为______W．
④由于______（选填“电流表内阻”或“电压表内阻”）的影响，测得的电动机线圈电阻比实际值偏______（选填“大”或“小”）．
（1）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验，主要步骤如下：
A．在桌面上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置D．记下D点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则作出合力F'；
E．只用一个弹簧测力计，通过绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示；
F．比较力F'和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．
上述步骤中：
①有两处遗漏了重要内容，这两个步骤的代号是：    ；
②遗漏的内容分别是    和    ．
（2）某实验小组采用如图（a）所示的电路测量规格为“6V，0.5A”的小型直流电动机中线圈的电阻（阻值约为几欧姆），R是阻值为3.0Ω的定值电阻．

①调节R时，应控制电动机    （转动或不转动）时读出电流表、电压表的示数．
②若电压表示数是2.5V，电流表示数如上图（b）所示，读得电流表示数是    A．
③使用测得数据，计算电动机线圈电阻为    Ω．该电动机正常工作时输出的机械功率为    W．
④由于    （选填“电流表内阻”或“电压表内阻”）的影响，测得的电动机线圈电阻比实际值偏    （选填“大”或“小”）．
（1）某同学做“验证机械能守恒定律”实验
①该同学开始实验时情形如图1所示，接通电源释放纸带．请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：
（i）______；（ii）______．
②该同学经修改错误后，在正确操作下，研究从静止开始下落的物体所受阻力的情况，得到如图2所示的纸带（A、B、C、D、E均为相邻的打点），测出A、C间的距离s1=14.77cm，点C、E间的距离s2=16.33cm．g=10m/s2．电源的频率f=50Hz，重锤质量为m=1.0kg，设重锤所受阻力大小不变．在从A下落到E的过程中，阻力大小表达式______．通过C点时的即时速度大小为______m/s．（结果保留三位有效数字）

（2）①某同学将多用电表的选择开关旋转到电阻挡，选用“×10”的倍率测量某电阻时示数如图3（该同学的操作均正确），为了读数更加精确，请在下列步骤中选择必须合理的步骤并按操作先后顺序填在横线上______．（填序号）
A．用小螺丝刀进行机械调零
B．选用“×100”的倍率挡
C．选用“×l”的倍率挡
D．将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使表针指在最右端的零位置
E．将红、黑表笔分别与待测电阻两极接触，重新测量
②某同学想用下列器材测量一电流表的内电阻rA，要求测量时两电表指针的偏转均超过其一半．
A．待测电流表A（量程300μA，内阻约为100Ω）
B．电压表V（量程3V，内阻RV=1kΩ）
C．电源E（电动势约4V，内阻忽略不计）
D．定值电阻R1=10Ω
E．滑动变阻器R2（0～20Ω，允许通过的最大电流2.0A）
F．开关S，导线若干
③在方框中画出测量电路原理图．
④电路接通后，正确测得电压表读数为2.8V，电流表读数为280μA，则所测电流表内阻rA=______．

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