在“验证机械能守恒定律的实验中.所用电源的频率为50 Hz.某同学选择了一条理想的纸带.用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图7-8-2所示.(图中O点是打点计时器打出的第一个点.A.B.C.D.E分别是每打两个点取出的计数点) 图7-8-2根据纸带要求计算:(1)若重锤的质量为m.则重锤从开始下落到打B点时.减少的重力势能是多少?(2)从重锤下落� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

在“验证机械能守恒定律”的实验中，所用电源的频率为50 Hz.某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图7-8-2所示.(图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D、E分别是每打两个点取出的计数点)

图7-8-2

根据纸带要求计算：

(1)若重锤的质量为m，则重锤从开始下落到打B点时，减少的重力势能是多少?

(2)从重锤下落到打B点时增加的动能有多大?

(3)从(1)(2)数据可得出什么结论?产生误差的主要原因是什么?

解析：(1)重锤从开始下落到打B点时减少的重力势能为：ΔE_p_减=mgh=mg=9.8×0.1950 m J=1.911m J.

(2)从重锤下落到打B点时的速度为

v_B=(s_AB+s_BC)/2T=(0.07+0.085 5)/(2×0.04) m/s=1.944 m/s

则物体从开始下落到打B点增加的动能为

ΔE_k_增=mv_b²/2=(1.944)²m/2=1.89m J.

(3)从(1)(2)可以得出在实验误差允许范围内重锤重力势能的减少等于其动能的增加，机械能守恒.

重锤减少的重力势能略大于其增加的动能的原因是：重锤在下落时要受到阻力的作用(打点计时器对纸带的摩擦阻力、空气阻力等).重锤克服阻力做功要损失一部分机械能.

答案：(1)1.911m J (2)1.89m J (3)略

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（1）现行高中物理教材的学生实验中，提供了重锤线的是

A、研究平抛物体的运动 B、验证机械能守恒定律
C、验证动量守恒定 D、用单摆测定重力加速度
（2）在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中：若打点计时器所接交流电的频率为50赫兹，甲、乙两条实验纸带，如图1所示，应选

甲

纸带好．若已测得点2到4间距离为s₁，点0到3间距离为s₂，打点周期为T，验证重物开始下落到打点计时器打下点3这段时间内机械能守恒，s₁、s₂和T应满足的关系为T=

2gS2

．

（3）影响物质材料电阻率的因素很多．一般金属材料的电阻率随温度的升高增大，而半导体材料的电阻率则随温度的升高而减小．某校研究性学习小组为了研究某种导电材料的导电特性，他们用该种材料制作成电阻值较小的线状元件z做实验，所用电压表的量程为3V，电流表的量程为3A，测得元件Z中的电流与相应电压的9组数据标在I-U图上．
①他们进行实验应选用的实物电路图是图2中的

．

②在交流评价过程中某同学提出，有2组实验数据存在明显的错误，你认为是

C、D

（只需填上与该数据对应的点O、A、B…）
③请在图3上画出元件Z的伏安特性曲线，判断元件Z是

半导体

材料（“金属”或“半导体”）．

（2010?成都二模）（1）在验证“机械能守恒定率”的试验中：
①下面叙述正确的是

（填序号字母）
A．选用的重物的体积应当小一些
B．操作时应先通电再释放纸带
C．应该选用点迹清晰，且第一、二两点间的距离接近2mm的纸带进行分析
D．电磁打点计时器都应接在电压为20V的交流电源上
②实验室有下列器材可供选用：铁架台，电磁打点计时器（包括复写纸），纸带，停表，低压交流电源（带开关），导线，天平，刻度尺．
其中不必要的器材有

停表，天平

；缺少的器材是

重物

．
（2）某同学想测某个电阻的电阻值R_x（约为130Ω），为此他找来下列器材：
A．电流E：电动势约为1.5V，内阻可忽略不计
B．电流表A₁：量程为0～10mA，内电阻r₁=10Ω
C．电流表A₂：量程为0～20mA电阻r₂约为5Ω
D．定值电阻R₀：阻值R₀=90Ω
E．滑动变阻器R₁：最大阻值为20Ω
F．滑动变阻器R₂：最大阻值为1000Ω
G．单刀单掷开关S，导线若干
①该同学的设计思路是：先将其中一只电流表改装成电压表，然后利用伏安法测出R_x．为了尽量准确的测出R_x的阻值，请你根据找到的器材和该同学的设计思路，在虚线框内画出实验电路图，并标出器材符号．
②你所选用的滑动变阻器是

R₁

（填器材序号字母或器材符号）．
③若某次测量中电流表A₁的示数为I₁，电流表A₂的示数为I₂，则R_x的表达式为：R_x=

某实验小组想利用图（甲）所示的单摆装置来验正机械能守恒定，但需要先测定当地的重力加速度．他们从实验室找来了如图（乙）所示的实验器材．
（1）在测量当地的重力加速度时，除器材a、c外，还应选择的器材有

（填器材下的字母）．若测量过程中悬点松动，则测出的重力加速度

真实重力加速度（填“大于、等于或小于”）．
（2）用游标卡尺测量摆球的直径时读数如图所示，则小球的直径为

cm．
（3）重力加速度测出后，继续验证摆球的机械能是否守恒，需要的器材有

（填器材下的字母）．取最低点D处为零势面，横坐标h为小球离最低点的高度，纵坐标E为小球的动能或势能（m为小球的质量）．推据记录的实验数据，处理后得到图（丙）所示的实验图象，经分析后可以得出的结论是：

．

某实验小组想利用图（甲）所示的单摆装置来验正机械能守恒定，但需要先测定当地的重力加速度．他们从实验室找来了如图（乙）所示的实验器材．
（1）在测量当地的重力加速度时，除器材a、c外，还应选择的器材有______（填器材下的字母）．若测量过程中悬点松动，则测出的重力加速度______真实重力加速度（填“大于、等于或小于”）．
（2）用游标卡尺测量摆球的直径时读数如图所示，则小球的直径为______ cm．
（3）重力加速度测出后，继续验证摆球的机械能是否守恒，需要的器材有______（填器材下的字母）．取最低点D处为零势面，横坐标h为小球离最低点的高度，纵坐标E为小球的动能或势能（m为小球的质量）．推据记录的实验数据，处理后得到图（丙）所示的实验图象，经分析后可以得出的结论是：______．

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