题目内容

如图是“验证机械能守恒定律”实验中打下的某一纸带示意图，其中 O 为起始点，A、B、C 为某三个连续点，已知打点时间间隔 T=0.02s，用最小刻度为 1mm的刻度尺量得OA=15.55cm，OB=19.2cm，OC=23.23cm （g=9.8m/s2）
（1）假定上述数据并没有看错，则它们中不符合数据记录要求的是
OB
OB
 段，正确的记录应是
19.20
19.20
 cm；
（2）根据上述数据，当纸带打 B 点时，重锤（其质量为m）重力势能比开始下落位置时的重力势能减少了
1.88m
1.88m
  J．这时它的动能是
1.84m
1.84m
  J；
（3）通过计算表明数值上△EP
大于
大于
△Ek（填“大于”“小于”或“等于”），这是因为
由于物体下落过程中存在摩擦阻力，
由于物体下落过程中存在摩擦阻力，
，实验的结论是：
在误差允许的范围内，重锤下落过程中机械能守恒．
在误差允许的范围内，重锤下落过程中机械能守恒．
．．
分析：（1）毫米刻度尺最小刻度是1mm，所以需要估读到下一位．
（2）动能的增加量：
1
2
mv2，势能的减小量：mgh；
（3）由于物体下落过程中存在摩擦阻力，因此动能的增加量小于势能的减小量．
解答：解：（1）毫米刻度尺测量长度，要求估读即读到最小刻度的下一位．
这三个数据中不符合有效数字读数要求的是OB段，正确的记录应是19.20cm；
（2）重力势能减少了△Ep=mgh=1.88m  J
中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小：
vB=
XOC-XOA
tAC
=1.92m/s
EkB=
1
2
m
v
2
B
=1.84m  J
（3）通过计算表明数值上△EP 大于△Ek，
这是因为由于物体下落过程中存在摩擦阻力，
实验的结论是：在误差允许的范围内，重锤下落过程中机械能守恒．
故答案为：（1）0B，19.20
（2）1.88m，1.84m
（3）大于，由于物体下落过程中存在摩擦阻力，在误差允许的范围内，重锤下落过程中机械能守恒．
点评：正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据等，会起到事半功倍的效果．
练习册系列答案
相关题目
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：
 
．

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：_________________________________________.

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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