探究动能与重力势能的转化和守恒实验中用到的打点计时器应接到交流交流得到如图所示的纸带.纸带上打出的第一个点记为计数点O.其余各计数点A.B.C.D中相邻计数点间的时间间隔为0.04s.重物的质量为0.1kg.重力加速度g=10m/s2．那么打点计时器打下起点O到B点过程中.物体重力势能的减少0.230.23J.物体动能的增加量为0.220.22J� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

探究动能与重力势能的转化和守恒实验中用到的打点计时器应接到

交流

（填“交流”或“直流”）得到如图所示的纸带，纸带上打出的第一个点记为计数点O，其余各计数点A、B、C、D中相邻计数点间的时间间隔为0.04s，重物的质量为0.1kg，重力加速度g=10m/s²．那么打点计时器打下起点O到B点过程中，物体重力势能的减少

0.23

J，物体动能的增加量为

0.22

J．

分析：利用在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小，然后根据动能、势能定义进一步求得动能和势能的变化情况．

解答：解：打点计时器应接到交流电源上．
物体重力势能的减小量等于其重力所做功，故有：△E_P=mgh_OB=0.23J
在匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，故有：
v_B=

hAC

=2.1m/s
所以物体动能的增量为：△E_K=

=0.22J
故答案为：交流 0.23 0.22

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、实验步骤、所测数据等，会起到事半功倍的效果，同时要加强物理基本规律在实验中的应用．

练习册系列答案

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在用如图所示的装置探究动能与重力势能的转化和守恒的实验中：

（1）必须用到的器材是

．
A．刻度尺 B．秒表 C．小车 D．天平
（2）实验结果发现重物重力势能的减小量

大于

（填“大于”、“等于”或“小于”）动能的增加量，其原因是

由于重物下落的过程中存在阻力

．

在利用重锤下落探究动能与重力势能的转化和守恒的实验中：
（1）有下列器材可供选用：铁架台，打点计时器，纸带，秒表，导线，电键，天平．其中不必要的器材有

秒表、天平

；缺少的器材是

低压交流电源、重锤、刻度尺

．
（2）实验中用打点计时器打出的纸带如图所示，其中，A为打下的第1个点，C、D、E、F为距A较远的连续选取的四个点（其他点子未标出）．用刻度尺量出C、D、E、F到A的距离分别为s₁，s₂，s₃，s₄重锤的质量为m，电源的频率为f，实验地点的重力加速度为g．现选纸带中的D点作为参考点，设打该点时重锤的重力势能为零．为了探究重锤动能与重力势能的转化和守恒，则应计算出：打下D点时重锤的速度v=

f(s3-s1)

（文字表达式），那么重锤下落过程中动能与重力势能的总和E=

mf2(s3-s1)2

（文字表达式）．再分别测量并计算纸带上其他各点对应的重锤的动能和重力势能之和，进行比较分析，即可完成实验与探究．

某同学用如图（a）所示的装置探究“动能与重力势能的转化和守恒”的实验．纸带上打出的点如图（b）所示，若重物的质量为m，图中O为打点计时器打出的第一个点，O点到A、B点的距离分别为h₁、h₂．
?（1）实验的研究对象是

（只需填A或B）?
?A．打点计时器 B．重物
?（2）从A点到B点的过程中，重物重力势能的减小量△Ep是

（只需填A或B）
?A．mgh₂?B．mg（h₂-h₁）?
?（3）由于在下落过程中存在阻力，从O点到B点重物的动能增加量

小于

重力势能减小量．（填“大于”或“小于”）

在“探究动能与重力势能的转化和守恒”的实验中采用重物自由下落的方法：
（1）实验供选择的重物有以下四个，应选择

．
A．质量为100g的木球 B．质量为10g的砝码
C．质量为200g的钩码 D．质量为10g的塑料球
（2）实验中

不要

（填需要或不需要）用天平测量重物的质量m．开始打点计时的时候，关于接通电源和松开纸带的顺序，应该是先

接通电源

．
（3）使用质量为m的重物和打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，在选定的纸带上依次取计数点如图所示，纸带上所打的点记录了物体在不同时刻的位置，那么纸带的

左

端（填左或右）与重物相连．设相邻计数点的时间间隔为T，且0为打下的第一个点．当打点计时器打点“3”时，物体的动能表达式为

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