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题目
题型:不详难度:来源:
某同学采用重物自由下落的方法“验证机械能守恒定律”.打点计时器所用电源频率为50Hz,当地重力加速度的值为9.80m/s2,测得所用重物的质量为1.00kg.

(1)下面是他实验时的操作步骤:
A.按照图1所示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的直流输出端上;
C.用天平测量出重锤的质量;
D.先释放纸带,然后再接通电源;
E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;
F.计算重锤下落过程中减少的重力势能和增加的动能;
G.改换纸带,重做几次.
其中没有必要或操作不恰当的步骤是______;
(2)若按实验要求正确地选出纸带进行测量,量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图2所示,那么:
①纸带的______(左、右)端与重物相连
②从打下计数点A到打下计数点C的过程中重力势能的减少量△Ep=______(保留两位有效数字);
③猜测:动能的增加量△Ek最有可能______势能的减少量△Ep(填“>、=、<).
(3)重锤在下落的过程中,如果所受阻力均忽略不计,h代表下落的距离,Ek代表动能,EP代表势能,
E代表机械能,以水平桌面为参考面,下列图象不正确的是______.
答案
(1)B、应将打点计时器接到电源的交流输出端上,故B操作不恰当;
C、因为我们是比较mgh、
1
2
mv2的大小关系,故m可约去比较,所以不需要用天平测量出重锤的质量;
D、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锤下落,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D操作不恰当.
故没有必要或操作不恰当的步骤是:BCD.
(2)①重物下落时做匀加速运动,故纸带上的点应越来越远,故应该是左端连接重物;
②根据功能关系可知,从打下计数点A到打下计数点C的过程中,重锤的重力势能的减少量为:
△EP=mg△h=1.0×9.80×(0.0702-0.0313)J=0.38J
③因为实验中有阻力作用,所以减小的重力势能大于增加的动能.
(3)A、由动能定理:EP=mgh,则EK=E-mgh,故动能Ek与h的图象为倾斜的直线,故A错误;
B、EP=E-
1
2
mv2,所以势能EP与速度v的图象为开口向下的抛物线,故B正确;
C、由机械能守恒定律:EP=E-EK,故势能EP与动能Ek的图象为倾斜的直线,故C错误;
D、重锤在下落的过程中,如果所受阻力均忽略不计,机械能守恒,即E不随h改变,故E与h的关系图象应该是平行于h轴的直线,故D错误.
故选:B.
故答案为:(1)BCD;(2)①左;②0.38;③<;(3)B.
核心考点
试题【某同学采用重物自由下落的方法“验证机械能守恒定律”.打点计时器所用电源频率为50Hz,当地重力加速度的值为9.80m/s2,测得所用重物的质量为1.00kg.(】;主要考察你对机械能守恒定律等知识点的理解。[详细]
举一反三
使用质量为m的重锤和打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,在选定的纸带上依次取计数点如图所示,纸带上所打的点记录了物体在不同时刻的位置,那么纸带的______端与重物相连.设打点计时器的打点周期为T,且O为打下的第一个点.当打点计时器打点“3”时,物体的动能表达式为______.
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(1)下列有关高中物理实验的描述中,正确的是:______.
A、在“验证力的平行四边形定则”的实验中,拉橡皮筋的细绳要稍长,并且实验时要使弹簧测力计与木板平面平行,同时保证弹簧的轴线与细绳在同一直线上
B、在“研究平抛物体的运动”的实验中,必须要用秒表测出平抛物体的运动时间
C、在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,弹簧必须水平使用,以克服弹簧所受重力对实验的影响
D、在测量电动势和内阻的实验中,最好使用新电池.
(2)在用自由落体法“验证机械能守恒”的实验中:
(a)甲同学上交的实验报告中,显示重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能,则出现这一问题的可能原因是______
A.重锤的质量测量错误
B.用公式vt=gt计算各点的速度
C.直流电源的电压太小
D.重锤下落时受到的阻力过大
(b)乙同学实验所用重锤的质量m=1.0kg,打点记时器的频率为50Hz,打下的纸带如图所示(图中的数据为从起点O到该点的距离),则在打B点时,重锤的动能EkB=______J,从开始下落到打B点时,重锤的重力势能减小量是______J(g=9.8m/s2,结果取两位有效数字)
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学校实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验时,提出了如图甲、乙所示的两种方案:甲方案为用自由落体运动进行实验;乙方案为用小车在木板斜面上下滑进行实验.
(1)小组内同学对两种方案进行了讨论分析,最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案,你认为该小组选择的方案是______(填“甲”或“乙”)
(2)若该小组采用图甲的装置打出一条纸带如图丙所示,相邻两点之间的时间间隔为0.02s,请根据纸带计算出打下D点时纸带的速度大小为______m/s.(结果保留三位有效数字)
(3)该小组内同学们根据纸带算出了相应点的速度,作出的v2-h图线如图丁所示,则图线斜率的物理意义是______.
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在验证机械能守恒定律的实验中,已知电磁打点计时器的打点周期T=0.02s,自由下落的重锤质量m=2kg,如图所示为某同学实验后选出的一条纸带,O点是打点计时器打下的第一个点,A、B、C是在纸带上选取的三个计数点,AB、BC间各有一个点未画出.经测量得到A、B、C三点到O点的距离分别为:s1=23.58cm,s2=32.80cm,s3=43.58cm,

完成以下问题:(本题中的数值计算,结果均保留三位有效数字)
①纸带的______端与重锤连接(填“左”或“右”)
②打点计时器打下计数点B时,重锤的速度vB=______m/s
③从起点O到打下计数点B的过程中,重锤的动能的增加量△Ek=______J,重力势能的减少量△EP=______J(取g=9.8m/s2
④在此实验中发现,重锤重力势能的减少量总是大于动能的增加量,其主要原因是在重锤下落过程存在阻力作用.可以通过该装置测定该阻力的大小,设重锤所受阻力大小Ff恒定,试用题目中所给物理量的符号表示出重锤所受阻力大小Ff=______.(用m、T、g、s1、s2、s3表示)
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在“验证机械能守恒定律”实验中,纸带将被释放瞬间的四种情景如照片所示,其中最合适的是(  )
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