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题目
题型:不详难度:来源:
在验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,相邻记数点间的时间间隔为0.02s,长度单位是cm,g取9.8m/s2.求:

魔方格

(1)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=______m/s(保留两位有效数字).
(2)从起点O到打下记数点B的过程中,物体重力势能减小量△EP=______J,动能的增加量△Ek=______J(保留两位有效数字).
(3)即使在实验操作规范、数据测量及数据处理很准确的前提下,该实验求得的△Ep也一定略大于△Ek,这是实验存在系统误差的必然结果,试分析该系统误差产生的主要原因______.
答案
(1)根据匀变速直线运动的推论得:
vB=
xAC
2T
=
7.02-3.13
2×0.02
cm/s=0.97m/s

故答案为:0.97.
(2)重力势能减小量:△Ep=mgh=1×9.8×0.0486J=0.48J;
动能的增加量为:Ek=
1
2
m
v2B
-0=0.47
J.
故答案为:0.48,0.47.
(3)由于在物体下落的过程中,不可避免的要克服阻力做功,因此重力势能并没有全部转化为动能,故动能的增量总是要小于重力势能的减小量.
故答案为:重锤下落过程中受到阻力及纸带受到打点计时器的阻力作用,重锤的机械能减小.
核心考点
试题【在验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,相邻记数点间的时间间隔为0.02s,长度单位是cm,g取9.8m】;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
某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验时,用质量m=1kg的物体自由下落,通过打点计时器在纸带上记录运动过程,所接电源为50Hz的交流电源,纸带上O点为重锤自由下落时纸带打点的起点,选取连续的几个点为计数点A、B、C、D.各计数点与O点距离如上图所示,单位为mm,g=9.8m/s2,从开始下落算起,打点计时器记录B点时,重锤动能的增量△EkB=______(取2位有效数字),重锤势能减少△EP=______(取2位有效数字),通过多次计算,将发现数值△EP略______△Ek (选填“大于”、“等于”、“小于”),造成这个结果的主要原因是______.
魔方格
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(1)若在示波器的Y输入”和“地”之间加上如图甲所示的电压,而扫描范围旋钮置于“外X”档,则此时屏上应出现的情形是图乙中的______.

魔方格

(2)某实验小组利用如图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒.
①实验前需要调整气垫导轨底座使之水平,利用现有器材如何判断导轨是否水平?
②如图所示,用10分度的游标卡尺测得遮光条的宽度d=______cm;实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=1.25×10-2s,则滑块经过光电门时的瞬时速度为______ m/s.在本次实验中还需要测量的物理量有:滑块(含遮光条)的质量M以及______和______(文字说明并用相应的字母表示).
③本实验通过比较______和______在实验误差允许的范围内相等(用测量的物理量符号表示),从而验证了系统的机械能守恒.

魔方格
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在用落体法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下,其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm).该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒定律,他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的瞬时速度,已知当地的重力加速度g=9.80m/s2.则该段重锤重力势能的减少量为______,而动能的增加量为______,(均保留3位有效数字,重锤质量用m表示).这样验证的系统误差总是有重力势能的减少量______动能的增加量.(填“大于”、“等于”、或“小于”)
魔方格
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用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒.m2从高处由静止开始下落,m1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个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.已知m1=50g、m2=150g,则(g取10m/s2,结果保留两位有效数字)

魔方格

①在纸带上打下记数点5时的速度v=______m/s;
②在打点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______;
③实验小组某同学先得出了v-h图象,继而又得出v2-h图象,如图甲、乙所示:该同学在得出v-h图象后,为什么还要作出v2-h图象?______.
④另一同学作出
1
2
v2-h
图象如图丙,则当地的实际重力加速度g=______m/s2
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如图所示,在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,查得当地的重力加速度g=9.80m/s2,测得所用的重物的质量为1kg,实验中得到一条点迹清晰的纸带,把第一个点记作O,另选连续的3个点A、B、C作为测量点.经测量知道A、B、C各点到点O的距离分别为15.55cm、19.20cm、23.23cm.根据以上数据可知,当打点计时器打B点时重物重力势能的减少量为______J,重物的动能为______J.(取3位有效数字)

魔方格
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