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精英家教网使用如图所示的装置来探究自由落体运动过程中动能与势能的转化与守恒，某同学按图示安装仪器，并打出来的一条纸带，图中O点是打出的第一个点迹，A、B、C、D、E、F、G是依次打出的点，量出OF间的距离为h，EG之间的距离为s．已知电火花计时器的打点频率是f，重物的质量为m，当地的重力加速度为g．则从打O点到打F点过程中，重物重力势能的变化量大小为
 
、动能的变化量大小为
 
．
分析：纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，进一步求出物体的动能变化，根据下落高度计算重力势能的变化．
解答：解：从打O点到打F点过程中，
据重力势能的定义式得：
重力势能减小量：△Ep=mgh
利用匀变速直线运动的推论得F点的速度为：
vF=
xEG
tEG
=
s
2
f
=
fs
2

动能的变化量大小△Ek=
1
2
mv
2
F
-0=
ms2f2
8

故答案为：mgh、
ms2f2
8
点评：带问题的处理是力学实验中常见的问题．我们可以纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度；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

某同学使用如图所示的装置来验证“机械能守恒定律”．

(1)下面是操作步骤：

a．按图安装器材；

b．松开铁夹，使重物带动纸带下落；

c．接通打点计时器电源，使计时器开始工作；

d．进行数据处理；

e．根据需要，在纸带上测量数据．

把上述必要的操作步骤按正确的顺序排列________．

(2)打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上，下图为实验中打出的一条纸带，从起始点O开始，将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D……G，打点计时器打F点时，重锤下落的速度为________m/s(保留到小数点后两位)．

(3)如果已知重锤的质量为0.50 kg，当地的重力加速度为9.80 m/s2．从打O点到打F点的过程中，重锤重力势能的减少量为________J，重锤动能的增加量为________J(结果均保留到小数点后两位)．

利用电火花计时器做如下实验．

(1)甲同学使用如图所示的装置来验证“机械能守恒定律”．

①下面是操作步骤：

a．按上图安装器材；

b．松开铁夹，使重锤带动纸带下落；

c．接通电火花计时器电源，使计时器开始工作

d．进行数据处理：

e．根据需要，在纸带上测量数据．

把上述必要的操作步骤按正确的顺序排列________．

②电火花计时器接在频率为50 Hz的交流电源上，下图为实验中打出的一条纸带，从起始点O开始，将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D……，

电火花计时器打F点时，重锤下落的速度为________m/s．(保留到小数点后两位)

③如果已知重锤的质量为0.50 kg，当地的重力加速度为9.80 m/s2．从打O点到打F点的过程中，重锤重力势能的减少量为________J，重锤动能的增加量为________J．(保留到小数点后两位)

(2)乙同学采用如图所示的装置进行了有关“动能定理”研究的实验．

a．按图中把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车能够做匀速直线运动；

b．把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100 g的配重．接通电源，放开小车，电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点．从某点A开始，此后在纸带上每隔4个点取一个计数点，依次标为B、C、D……；

c．测量出B、C、D、……各点与A点的距离，分别记为x1、x2、x3、……；

d．用配重受到的重力分别乘以x1、x2、x3、……，得到配重重力所做的功W1、W2、W3、……；(重力加速度g＝9.80 m/s2)

e．求出B、C、D、……各点速度的大小，分别记为v1、v2、v3、……，再求出它们的平方、、、……；

f．用纵坐标表示速度的平方v2，横坐标表示配重重力所做的功W，作出v2－W图象，并在图象中描出(W1，)坐标点，再连成图线；

(以下计算保留到小数点后两位)

①在步骤d中，该同学测得x4＝40.00 cm，则配重重力所做的功WA＝________J；

②该同学得到的v2－W图象如图所示．通过图象可知，打A点时对应小车的速度v0＝________m/s；

③小车的质量M＝________kg．

某同学使用如图所示的装置来验证“机械能守恒定律”。

(1)下面是操作步骤：
a．按图安装器材；
b．松开铁夹，使重物带动纸带下落；
c．接通打点计时器电源，使计时器开始工作；
d．进行数据处理；
e．根据需要，在纸带上测量数据。
把上述必要的操作步骤按正确的顺序排列                          。
(2)打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，下图为实验中打出的一条纸带，从起始点O开始，将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D……G， 

打点计时器打F点时，重锤下落的速度为         m/s（保留到小数点后两位）。
(3)如果已知重锤的质量为0.50 kg，当地的重力加速度为9.80m/s2。从打O点到打F点的过程中，重锤重力势能的减少量为        J，重锤动能的增加量为        J（结果均保留到小数点后两位）。

某同学使用如图所示的装置来验证“机械能守恒定律”。

(1)下面是操作步骤：

a．按图安装器材；

b．松开铁夹，使重物带动纸带下落；

c．接通打点计时器电源，使计时器开始工作；

d．进行数据处理；

e．根据需要，在纸带上测量数据。

把上述必要的操作步骤按正确的顺序排列                           。

 

(2)打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，下图为实验中打出的一条纸带，从起始点O开始，将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D……G， 

打点计时器打F点时，重锤下落的速度为          m/s（保留到小数点后两位）。

(3)如果已知重锤的质量为0.50 kg，当地的重力加速度为9.80m/s2。从打O点到打F点的过程中，重锤重力势能的减少量为         J，重锤动能的增加量为         J（结果均保留到小数点后两位）。

 

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