在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中装置如图1所示:(1)下面叙述正确的是DA.应该用天平称出物体的质量．B.电磁打点计时器应接在电压为220V的直流电源上．C.操作时应先放纸带再通电．D.应该选用点迹清晰.第一.二两点间的距离小于且接近2mm的纸带．(2)如图2是实验中得到的一条纸带．已知打点计时器所用电源的频率为50Hz.当地的重力� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

14．在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中装置如图1所示：

（1）下面叙述正确的是D
A、应该用天平称出物体的质量．
B、电磁打点计时器应接在电压为220V的直流电源上．
C、操作时应先放纸带再通电．
D、应该选用点迹清晰，第一、二两点间的距离小于且接近2mm的纸带．
（2）如图2是实验中得到的一条纸带．已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度 g=9.80m/s²，测得所用重物的质量为1.00kg，纸带上第0、1两点间距离接近2mm，A、B、C、D是连续打出的四个点，它们到0点的距离如图所示．则由图中数据可知，打点计时器打下计数点C时，物体的速度V_C=3.90m/s；由0点运动到C点的过程中，重物的重力势能的减少量等于7.62J，动能的增加量等于7.61J（结果保留三位有效数字）．

分析（1）根据实验的原理和操作中的注意事项确定正确的操作步骤．
（2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出C点的速度，从而求出动能的增加量．根据下降的高度求出重力势能的减小量．

解答解：（1）A、验证机械能守恒定律，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两端都有质量，可以约去，所以不需要测量质量，故A错误．
B、电磁打点计时器应接在电压为4-6V的交流电源上，故B错误．
C、实验时应先接通电源，再释放纸带，故C错误．
D、根据x=$\frac{1}{2}$gt²=$\frac{1}{2}$×10×0.02²m=2mm知，应该选用点迹清晰第一、二两点间的距离接近2mm的纸带误差较小，故D正确．
故选：D．
（2）由纸带数据，可知，x_BD=（85.78-70.18）cm=（0.8578-0.7018）m
那么C点的瞬时速度v_C=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{0.8578-0.7018}{0.04}$m/s=3.90m/s，
重物由0点运动到C点的过程中，重力势能的减少量等于△E_p=mgh=1×9.8×0.7776J≈7.62J，
动能的增加量等于△E_k=$\frac{1}{2}$mv_C²=$\frac{1}{2}$×1×3.90²≈7.61J．
故答案为：（1）D；（2）3.90，7.62，7.61．

点评正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、所测数据、误差分析等，会起到事半功倍的效果；并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．

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