利用如图1所示的装置，研究重物自由下落过程中重力势能的减少量与______（填“动能的增加量”或“速度的增加量”）的关系，可以验证机械能守恒定律．在处理实验数据 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

题型：不详难度：来源：

利用如图1所示的装置，研究重物自由下落过程中重力势能的减少量与______（填“动能的增加量”或“速度的增加量”）的关系，可以验证机械能守恒定律．在处理实验数据时，需要确定打点时重物的动能．一次实验中，质量为m的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点迹，如图2所示．已知相邻两点之间的时间间隔为T．测得A、B两点间的距离为h₁，B、C两点间的距离为h₂．由此可以确定，在打点计时器打下B点时，重物的动能为______．

答案

用图示的实验装置做验证机械能守恒定律的实验，研究重物自由下落过程中重力势能的减少量与动能的增加量的关系，可以验证机械能守恒定律．
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小．
v_B=

XAC

h1+h2

由此可以确定，在打点计时器打下B点时，重物的动能为

mv²=

m(h1+h2)2

8T2

．
故答案为：动能的增加量，

m(h1+h2)2

8T2

．

核心考点

试题【利用如图1所示的装置，研究重物自由下落过程中重力势能的减少量与______（填“动能的增加量”或“速度的增加量”）的关系，可以验证机械能守恒定律．在处理实验数据】；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

如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德（G•Atwood1746-1807）创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律．
某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示．
（1）实验时，该同学进行了如下步骤：
①将质量均为M（A的含挡光片、B的含挂钩）的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态．测量出______（填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”）到光电门中心的竖直距离h．
②在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为△t．
③测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证守恒定律．
（2）如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为______（已知重力加速度为g）．
（3）引起该实验系统误差的原因有______（写一条即可）．
（4）验证实验结束后，该同学突发奇想：如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，不断增大物块C的质量m，重物B的加速度a也将不断增大，那么a与m之间有怎样的定量关系？a随m增大会趋于一个什么值？
请你帮该同学解决，
①写出a与m之间的关系式：______（还要用到M和g）
②a的值会趋于______．

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如图1所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置．

（1）关于这一实验，下列说法正确的是______
A．重锤的质量不必测量
B．打点计时器应接低压直流电
C．应先接通电源打点，后释放纸带
D．需使用秒表测出重物下落的时间
（2）选用实验中得出的一条纸带来验证机械能守恒定律．图2中O点为起始点，A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的原始点，F点是第n个点．设相邻点间的时间间隔为T，下列表达式可以用本实验中计算F点速度v_F的是______
A．v_F=g（nT）B.vF=

2ghn

C.vF=

hn+1-hn-1

D.vF=

xn+1-xn-1

．

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在用打点计时器验证机械能守恒定律实验中，质量为1kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打下一系列的点（如图1）．如图2为选取的符合实验要求的一条纸带，0为打点计时器打下的第一个点，点A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点．已知打点计时器的频率为50HZ，当地重力加速度为9.8m/s²．那么，

（1）实验中，下面哪些测量工具是必需的？______．
A．天平B．直流电源C．刻度尺D．秒表
（2）实验中，发现重锤减少的势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的主要原因是______
A．选用的重锤质量过大
B．数据处理时出现计算错误
C．空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
D．实验时操作不够细，实验数据测量不准确
（3）纸带的______端（选择“左”或“右”）与重物相连；
（4）图2中应取0点与______点来验证机械能守恒
（5）从0点到所取点，重物的重力势能减少量______J，动能的增加量______J．（结果取3位有效数字）

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在《验证机械能守恒定律》实验中，打出的纸带如图所示，其中A、B为打点计时器打下的第1、2个点，AB=2mm，D、E、F为点迹清晰时连续打出的计时点，测得D、E、F到A的距离分别为S₁、S₂、S₃（图中未画出）．设打点计时器的打点频率为f，重物质量为m，实验地点重力加速度为g．一位学生想从纸带上验证打下A点到打下E点过程中，重物的机械能守恒．

（1）实验中，如下哪些操作是必要的______．
A．用秒表测量时间
B．重物的质量应尽可能大些
C．先开电源后放纸带
D．先放纸带后开电源
（2）重物重力势能减少量△E_P=______，动能增量△E_K=______．
（3）比较△E_P和△E_K发现，重物重力势能的减少量△E_P大于动能的增加量△E_K，造成这一误差的原因______．

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如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．
（1）为完成此实验，除了图中所示器材，还需要的器材有______
A．刻度尺B．秒表
C．天平D．“220V、50Hz”交流电源
（2）某同学实验打出的纸带如图所示，“0”点是第一个打点（此刻速度为零），0、1、2、…、4为连续打下的点．各相邻打点间的距离为S₁、S₂、…、S₄．设打点计时器的打点时间间隔为T，实验地点的重力加速度为g．为了验证打下“0”点到打下“3”点过程中，重锤的机械能守恒，该同学利用υ=2gS₃计算出打下“4”点时重锤的速度υ，你赞同吗？请写出你的看法．（若不赞同，请写出你的方法．）______．

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