题目内容

如图，在验证机械能守恒定律的实验中，除铁架台、铁夹、学生电  源、纸带、打点计时器和重物外，还需选用下述哪种仪器？（ ）

A．秒表
B．刻度尺
C．天平
D．弹簧秤
【答案】分析：根据验证机械能守恒定律的原理及实验方法可知需要的器材．
解答：解：在用自由落体“验证机械能守恒定律”时，我们是利用自由下落的物体带动纸带运动，通过打点计时器在纸带上打出的点求得动能及变化的势能；
在求动能时需要测量两点间的长度求出平均速度，故需要用的刻度尺，B正确；
而在数据处理中物体的质量可以消去，故不需要测物体的质量，故不用天平，C错误；实验中由打点计时器测量时间，不再需要秒表，A错误；实验中不需要测量重力，故不需要弹簧秤，故D错误；
故选B．
点评：本题考查验证机械能守恒定律的原理的仪器选择，应根据实验的原理进行记忆．
练习册系列答案
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气垫导轨可以在导轨和滑块之间形成一薄层空气膜，使滑块和导轨间的摩擦几乎为零，如图1所示，让滑块从气垫导轨是某一高度下滑，滑块上的遮光片的宽度为△s，当遮光片通过电门时与光电门相连的数字毫秒器显示遮光时间为△t，则庶光片通过光电门的平均速度为v=
△s
△t

（1）关于这个平均速度，有如下讨论：
A．这个平均速度不能作为实验中遮光片通过光电门时滑块的瞬时速度
B．理论上，遮光片宽度越窄，遮光片通过光电门的平均越接近瞬时速度
C．实验中所选遮光片并非越窄越好，还应考虑测量时间的精确度，遮光片太窄，时间测量精度就会降低，所测瞬时速度反而不准确
D．实验中，所选遮光片越宽越好，这样时间的测量较准，得到的瞬时速度将比较准确，这些讨论中，正确的是：；
（2）利用这一装置可验证机械能守桓定律，如图2．滑块和遮光片总质量记为M（kg），若测出气垫导轨总长L0、遮光片的宽度△s，气垫导轨两端到桌面的高度差h、滑块从由静止释放到经过光时门时下滑的距离L和遮光时间△t，这一过程中：滑块减少的重力势能的表达式为：，滑块获得的动能表达式为：
1
2
M(
△s
△t
)2
1
2
M(
△s
△t
)2
；
（1）为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选择：铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键，刻度尺，其中不必要的器材是
低压直流电源、天平、秒表
低压直流电源、天平、秒表
，缺少的器材是
低压交流电源、重锤
低压交流电源、重锤
．
（2）验证机械能守恒亦可用如图甲所示装置，用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动，使之替代打点计时器．当烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号，如图6乙所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动．测得记号之间的距离依次为26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm，已知电动机铭牌上标有“1440r/min”字样，由此验证机械能守衡．根据以上内容．回答下列问题：
①毛笔画相邻两条线的时间间隔T=
1
24
1
24
s，图乙中的圆柱棒的
左
左
端是悬挂端（填左或右）．
②根据乙所给的数据，可知毛笔画下记号C时，圆柱棒下落的速度vc=
1.2
1.2
m/s；画下记号D时，圆柱棒下落的速度vD=
1.6
1.6
m/s；记号C、D之间棒的动能的变化量为
0.52
0.52
J，重力势能的变化量
0.57
0.57
J（g=9.8m/s2）．由此可得出的结论是
在误差允许范围内圆柱下落过程中机械能守恒
在误差允许范围内圆柱下落过程中机械能守恒
．（计算结果保留2位有效数字）
精英家教网气垫导轨可以在导轨和滑块之间形成一薄层空气膜，使滑块和导轨间的摩擦几乎为零，如图所示，让滑块从气垫导轨的某一高度下滑，滑块上的遮光片的宽度为△s，当遮光片通过电门时与光电门相连的数字毫秒器显示遮光时间为△t，则遮光片通过光电门的平均速度为v=
△s△t

（1）关于这个平均速度，有如下讨论：
A．这个平均速度不能作为实验中遮光片通过光电门时滑块的瞬时速度
B．理论上，遮光片宽度越窄，遮光片通过光电门的平均越接近瞬时速度
C．实验中所选遮光片并非越窄越好，还应考虑测量时间的精确度，遮光片太窄，时间测量精度就会降低，所测瞬时速度反而不准确
D．实验中，所选遮光片越宽越好，这样时间的测量较准，得到的瞬时速度将比较准确．
这些讨论中，正确的是：
 
；
（2）利用这一装置可验证机械能守桓定律．滑块和遮光片总质量记为M（kg），若测出气垫导轨总长L0、遮光片的宽度△s，气垫导轨两端到桌面的高度差h、滑块从由静止释放到经过光时门时下滑的距离L和遮光时间△t，这一过程中滑块减少的重力势能的表达式为：
 
，滑块获得的动能表达式为：
 
．

（5分）用如图甲所示的 实验装置验证机械能守 恒定律，质量m = 1OOg 的重物拖动纸带自由下 落，打点计时器在纸带 上打出一系列点.如图 乙所示为选取的一条符 合实验要求的纸带，O 点为打出的第一个点，A、B、C为从合适位置 开始选取的三个连续的点（其它点未画出）.已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度 g =9.80m/s2.那么：

（1）根据图上所得的数据，应取图中O点和______点来验证机械能守恒定律；

（2）从O点到所取点，钩码重力势能减少量ΔEp=______J,动能增加量ΔEk=______J;（结果取3位有效数字）

 

用如图实验装置验证、组成的系统机械能守恒：从高处由静止开始下落，上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守 恒定律．下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示．已知=50g、=150g，打点频率为50Hz.(已知当地的重力加速度g=10.00m/s2，结果保留两位有效数字)，则

(1)在纸带上打下计数点5时的速度____________m/s；

(2)在0—5过程中系统动能的增量△Ek=_____________J，系统势能的减少量△Ep=__________J；由此得出的结论是：_________________________________________.

 

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