题目内容

在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，
（1）下列器材中不必要的是
C
C
（只需填字母代号）．
A．重物       B．纸带       C．天平       D．电源
（2）如图所示为实验得到的一条点迹清晰的纸带，把第一个点记做O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点．经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.78cm、70.00cm、77.58cm、85.52cm．根据以上数据，可知重物由O点运动到B点，重力势能的减少量等于
6.86
6.86
J，动能的增加量等于
6.85
6.85
J．（已知所用重物的质量为1.00kg，当地重力加速度g=9.80m/s2，取3位有效数字．）
分析：根据实验的原理确定不需要的器材．根据重物下降的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，从而求出动能的增加量．
解答：解：（1）根据机械能守恒得mgh=
1
2
mv2，质量可以约去，所以验证机械能守恒定律不必要的器材是天平．故选：C．
（2）重力势能的减小量：△Ep=mgh=1×9.8×0.7J=6.86J．
B点的速度为：vB=
xAC
2T
=
0.7758-0.6278
0.04
m/s=3.7m/s
则动能的增加量为：△Ek=
1
2
mvB2=
1
2
×1×3．72=6.85J．
故答案为：（1）C；（2）6.86，6.85
点评：解决本题的关键掌握实验的原理，以及掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度的大小．
练习册系列答案
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在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中：
（1）下列器材中（如图1）不必要的一项是
C
C
（只需填字母代号）．
A．重物    B．纸带   C．天平    D．低压交流电源    E．毫米刻度尺
（2）关于本实验的误差，说法不正确的一项是
A
A

A．选择质量较小的重物，有利于减小误差
B．选择点击清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带，有利于减小误差
C．先松开纸带后接通电源会造成较大的误差
D．实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用
（3）在实验中，质量m=1kg的物体自由下落，得到如图2所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s．那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量Ep=
2.25
2.25
J，此过程中物体动能的增加量Ek=
2.21
2.21
J．（取g=9.8m/s2，保留三位有效数字）
在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，
（1）下列器材中不必要的一项是
C
C
（只需填字母代号）．
A．重物    B．纸带    C．天平    D．50Hz低压交流电源    E．毫米刻度尺
（2）关于本实验的误差，下列说法正确的是
D
D
；
A．必须选择质量较小的重物，以便减小误差
B．必须选择点迹清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带，以便减小误差
C．必须先松开纸带后接通电源，以便减小误差
D．本实验应选用密度较大的重物，以便减小误差
（3）在该实验中，质量m=lkg的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示．O是重锤刚下落时打下的点，相邻记数点时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g=9.8m/s2．则从点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能的减小量△EP=
0.476
0.476
J，动能的增加量△EK=
0.473
0.473
J（两空均保留3位有效数字）．但实验中总存在误差，其原因是
纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力
纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力
．
（1）做自由落体运动的物体，质量是0.2kg，在下落的前2s内重力做功的平均功率是
20
20
W；第2s末重力的即时功率是
40
40
W．（g取10m/s2）
（2）在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源的频率为50HZ，当地重力加速度的值为g，测得所用重物的质量为m，右图是某位同学实验中得到的一条纸带，O点为下落起始点，量得连续三个打点A、B、C到第一个点0的距离分别为S1、S2、S3，则当打点计时器打B点时，重物的速度为
S3-S1
0.04
S3-S1
0.04
，重物的重力势能减小量为
mg?S2
mg?S2
，重物的动能增加量为
1
2
m(
S3-S1
0.04
)2
1
2
m(
S3-S1
0.04
)2
．
精英家教网请完成以下两小题．
（1）在利用自由落体验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图，其中O是起始点（打点计时器打O点时，物体恰好开始下落），A、B、C是打点计时器连续打下的3个点，已知打点计时器使用的交流电源频率为50Hz，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离分别为9.51cm、12.42cm、15.70cm．若下落物体的质量为0.1Kg，该同学用它在OB段的运动来验证机械能守恒定律，则该过程物体重力势能的减少量为
 
 J，动能的增加量为
 
J（结果均保留3位有效数字，已知当地的重力加速度g=9.8m/s2）．
（2）图甲为热敏电阻与继电器组成的控温电路，用来控制电冰箱的工作．电路中热敏电阻置于冰箱储藏室内，R2为调温电阻，调节它（即调节冰箱内的温控旋钮）可以设置电冰箱储藏室的温度，当冰箱储藏室内的温度高于设置温度时，电路中继电器线圈中的电流大于20mA，继电器衔铁P被吸合，冰箱压缩机（接在图中a、b两点间）开始工作．图乙为该热敏电阻的阻值随温度变化的曲线．已知继电器线圈的电阻R1=25Ω，电源的电动势E1=9V，内阻不计．精英家教网
①若将R2调到25Ω，冰箱储藏室设置的温度为
 
?C．
②要想使冰箱内设置的温度再高一点，电阻R2的滑动触头应该向
 
移动．
③若更换电路中某一元件，并对电路进行适当改造，可以用来控制路灯（路灯接在a、b两点间），使之能够根据外界的亮暗自动开启或关闭，需要将
 
更换成
 
．
如图所示在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中．已知计时器所用电源的频率是50Hz，查得当地的重力加速度为g=9.8m/s2．如图所示为实验得到的一条点迹清晰的纸带，把第一个点记做O，A、B、C、D是每两个点取作一个计数点．经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为12.60cm、19.60cm、28.10cm、38.15cm．．根据以上数据，可知重物由O点运动到B点，重力势能的减少量等于
 
J，动能的增加量等于
 
J．（已知所用重物的质量为1.00kg，取3位有效数字．）根据计算的数据可得出什么结论
 
．
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