题目内容


用图甲所示装置验证机械能守恒定律时，所用交流电源的频率为50Hz，得到如图乙所示的纸带．选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为s0=19.00cm，点A、C间的距离为s1=8.36cm，点C、E间的距离为s2=9.98cm，g取9.8m/s2，测得重物的质量为100g．

（1）下列物理量中需要用工具直接测量的有　　

A．重物的质量             B．重力加速度

C．重物下落的高度         D．与重物下落高度对应的重物的瞬时速度

（2）下列做法正确的有　　；

A．图甲中两限位孔必须在同一竖直线上

B．实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直

C．实验时，先放手松开纸带再接通打点计时器电源

D．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置

（3）选取O、C两点为初末位置研究机械能守恒．重物减少的重力势能是　J，打下C点时重物的动能是　　J．（结果保留三位有效数字）

（4）实验中，重物减小的重力势能总是略大于增加的动能，（排除读数、测量等造成的偶然误差），则可能的原因是　重物受到的空气阻力　（写一种情况即可）．

（5）实验中，如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的﹣h图线应是　过原点的倾斜直线　线，才能合乎实验验证的要求，﹣h图线的斜率等于　重力加速度g　的数值．


考点：

验证机械能守恒定律．版权所有

专题：

实验题．

分析：

解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．根据机械能守恒定律写出机械能守恒的表达式，从而得出﹣h的关系，得出图线的性质以及图线的斜率．

重物减少的重力势能为mgh，根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可以求出打下记数点C时的速度大小．

由于空气阻力和摩擦力阻力的作用重物减小的重力势能总是略大于增加的动能．

解答：

解：（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，直接测量的有：用刻度尺测量重锤下落的高度，重物的质量可以测量也可以不测量．重力加速度与实验无关．通过计算得到的有与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度．

故选：C

（2）A、图甲中两限位孔必须在同一直线上，故A正确；

B、实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直，减小纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦，故B正确；

C、开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故C错误；

D、数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，以减小测量的误差．故D错误；

故选：AB．

（3）重物减少的重力势能为：

△Ep=mgh=mg（s0+s1）=0.1kg×9.8m/s2×（19.00+8.36）×10﹣2m≈0.27J

vc===2.29m/s

（4）由于阻力的作用重物减小的重力势能总是略大于增加的动能，这里的阻力主要来源于重物受到的空气阻力和纸带与打点计时器之间的摩擦阻力．

（5）在验证机械能守恒定律的实验中，有：mgh=，则有：，g是常数，所以图线为过原点的倾斜直线，图线的斜率等于g，即重力加速度．

故答案为：（1）C；（2）AB；（3）0.27；0.29；（4）重物受到的空气阻力；（5）过原点的倾斜直线；重力加速度g．

点评：

本题主要考查了“验证机械能守恒定律”的实验的原理，要求同学们了解其实验仪器及实验过程，会根据机械能守恒推导﹣h的关系．要学会根据可能产生误差的原因进行分析．

　

练习册系列答案
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据英国《卫报》网站2015年1月6日报道，在太阳系之外，科学家发现了一颗最适宜人类居住的类地行星，绕恒星橙矮星运行，命名为“开普勒438b”．假设该行星与地球绕恒星均做匀速圆周运动，其运行的周期为地球运行周期的p倍，橙矮星的质量为太阳的q倍． 则该行星与地球的（　　）

　 A． 轨道半径之比为  B． 轨道半径之比为

　 C． 线速度之比为 D． 线速度之比为

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A．

1：1

B．

1：2

C．

1：4

D．

2：1


两个分别带有电荷量﹣Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F．两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为（　　）

　

A．

B．

C．

D．

12F


如图所示小球沿水平面通过O点进入半径为R的半圆弧轨道后恰能通过最高点P，然后落回水平面，不计一切阻力，下列说法正确的是（　　）

　

A．

小球落地点离O点的水平距离为R

　

B．

小球落地点时的动能为

　

C．

小球运动到半圆弧最高点P时向心力恰好为零

　

D．

若将半圆弧轨道上部的圆弧截去，其他条件不变，则小球能达到的最大高度比P点高0.5R


下列说法中正确的是（　　）

　

A．

体积、质量都极小的物体都能看成质点

　

B．

当研究一列火车全部通过桥所需的时间时，可以把火车视为质点

　

C．

研究自行车的运动时，因为车轮在转动，所以无论研究哪方面，自行车都不能视为质点

　

D．

各部分运动状态完全一致的物体可视为质点


某物体在水平面上向正南方向运动了20m，然后又向正北方向运动了30m，对于这一过程，下列说法正确的是（　　）

　

A．

物体的位移大小是50m，方向由南向北

　

B．

物体的路程是10m

　

C．

物体的位移大小是10m，方向向北

　

D．

物体的位移大小是10m，方向向南


某运动物体的x﹣t图象如图，则物体（　　）

　

A．

做匀变速直线运动

B．

做往复运动

　

C．

朝某一方向做直线运动

D．

不能确定物体的运动情况


历史上首先正确认识力和运动的关系，批驳“力是维持物体运动的原因”观点的物理学家是（　　）

　

A．

伽利略

B．

牛顿

C．

笛卡儿

D．

亚里士多德

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