某同学利用重物的自由落体运动验证机械能守恒定律.实验装置如图1所示．(1)下列实验步骤中错误的是A和B.可有可无的是E．A．把电磁打点计时器固定在铁架台上.并用导线将打点计时器接在干电池上,B．将连有重物的纸带穿过限位孔.用手提住.让手尽量靠近打点计时器,C．接通电源再松开纸带,D．更换纸带.重复几次.选点迹清晰的纸带进行� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

6．某同学利用重物的自由落体运动验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示．

（1）下列实验步骤中错误的是A和B，可有可无的是E．
A．把电磁打点计时器固定在铁架台上，并用导线将打点计时器接在干电池上；
B．将连有重物的纸带穿过限位孔，用手提住，让手尽量靠近打点计时器；
C．接通电源再松开纸带；
D．更换纸带，重复几次，选点迹清晰的纸带进行测量；
E．用天平测量重物的质量．
（2）已知重物质量为1.0kg，打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=9.80m/s²，该同学选择了一条理想的纸带，纸带上第1个点记作O，测得第1个点与第2点间间距为2mm，另选三个连续的点A、B、C作为测量点，用刻度尺测量各测量点对应刻度尺上的读数如图2所示（图中的数据为从起始点0到该测量点的距离），根据以上数据，可知在打B点时重物的速度为0.790m/s；从O点运动到B点过程中，重物的动能增加量为0.312J，重力势能减少量为0.318J （计算结果取三位有效数字）；根据计算的数据可得出结论在误差允许范围内重物下落过程中的机械能守恒，产生误差的主要原因是空气阻力和摩擦阻力等．

分析（1）根据实验的原理和操作中的注意事项确定错误的步骤和不必要的步骤．
（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B点的速度，从而得出动能的增加量，根据下降的高度求出重力势能的减小量．

解答解：（1）打点计时器接交流电源，不能接在干电池上；释放重物前，重物靠近打点计时器，不是手靠住打点计时器，所以错误的操作步骤分别为A和B．
实验中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，所以质量的测量可有可无．所以可有可无的操作步骤为E．
（2）B点的瞬时速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（50.2-18.6）×1{0}^{-3}}{0.04}$m/s=0.790m/s，则重物动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$=$\frac{1}{2}×1×0.7{9}^{2}$=0.312J．
重力势能的减小量为△E_p=mgh=1×9.8×0.0324J=0.318J．
实验的结论是：在误差允许范围内重物下落过程中的机械能守恒，产生误差的原因是空气阻力和摩擦阻力等．
故答案为：（1）A，B，E，
（2）0.790，0.312，0.318，在误差允许范围内重物下落过程中的机械能守恒，空气阻力和摩擦阻力等．

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，要注意单位的换算和有效数字的保留．

练习册系列答案

BEST学习丛书提升训练寒假湖南师范大学出版社系列答案

相关题目

	A．	光电效应实验表明，对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多
	B．	光电效应实验表明，入射光的频率大于截止频率时不发生光电效应
	C．	康普顿效应表明，光子除了具有能量之外还具有动量
	D．	一个电子和一个质子具有同样的动能时，质子的德布罗意波长更大

17．

在同一水平直线上的两位置，分别沿同方向抛出两小球A和B，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力，要使两球在空中相遇，则必须（　　）

	A．	先抛出A球		B．	先抛出B球
	C．	同时抛出两球		D．	抛出B球的速度大一些

14．

如图所示，小球通过细绳绕圆心0在光滑水平面上做匀速圆周运动，已知小球质量m=0.2kg，线速度大小v=3m/s，细线长L=0.3m．求：
（1）小球的动能
（2）小球的角速度大小
（3）细线对小球的拉力大小．

1．一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的两倍，它的直径是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是它在地球上所受万有引力的（　　）

11．某学生用图甲所示的实验装置测量物块在斜面上向下匀加速滑动的某段过程中摩擦力所做的功．已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，物块下滑过程中得到纸带的一部分如图乙所示，图中的s₁、s₂、s₃、s₄、s₅是6个连续点A、B、C、D、E、F两相邻点间的距离．

（1）根据纸带可计算打点计时器在打下各点时物块的速度大小．要计算v_B，已经测得s₁，还需要测量A．
A．s₂     B．s₃     C．s₄     D．s₅
（2）要测量物块在BD段运动过程中摩擦力所做的功W_BD，已经测得s₁、s₂、s₃、s₄，已知重力加速度为g．
①下列器材，还需要的是B．
A．秒表      B．天平      C．弹簧秤
②下列物理量，还需要测量是C．
A．纸带的总长度    B．斜面的高度    C．斜面的倾角．

一探险队员在探险时遇到一山沟，山沟的一侧竖直，另一侧的坡面呈抛物线形状。此队员从山沟的竖直一侧，以速度v0沿水平方向跳向另一侧坡面。如图所示，以沟底的O点为原点建立坐标系Oxy。已知，山沟竖直一侧的高度为h，坡面的抛物线方程为y=，探险队员的质量为m。人视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g。

（1）求此人落到坡面时的动能；

（2）此人水平跳出的速度为多大时，他落在坡面时的动能最小？动能的最小值为多少？

12．

矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起，将其放在光滑水平面上，如图所示，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块，若子弹击中上层，子弹刚好不穿出；若子弹击中下层，则子弹整个刚好嵌入，由此可知（　　）

	A．	子弹射中上层时对滑块做功多		B．	两次子弹对滑块做的功一样多
	C．	子弹射中上层系统产生热量多		D．	子弹与下层之间的摩擦力较大

13．如图甲所示，真空中有一半径为R，电荷量为+Q的均匀带电球体，以球心为坐标原点，沿半径方向建立x轴，理论分析表明，x轴上各点的电场强度随x变化关系如图乙所示，a，b，c三点坐标分别为x₁、R、x₂，则（　　）

	A．	球内部的电势处处相等		B．	a点电场强度大小为$\frac{kQ}{{x}_{1}}$
	C．	a、c两点是等势点		D．	a、b两点电势差比b、c两点电势差大

试题分类