在“验证机械能守恒的实验”中，已知打点计时器使用的交流电源的周期为0.02s，当地的重力加速度g=9.80m/s2．该实验选取的重锤质量为1.00kg，选取如图 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

题型：不详难度：来源：

在“验证机械能守恒的实验”中，已知打点计时器使用的交流电源的周期为0.02s，当地的重力加速度g=9.80m/s²．该实验选取的重锤质量为1.00kg，选取如图所示的一段纸带并测量出相邻各点之间的距离，利用这些数据验证重锤通过第2点至第5点间的过程中遵从机械能守恒定律．通过计算可以得出在第2点位置时重锤的动能为______J；第5点位置重锤时的动能为______J；重锤从第2点至第5点间的过程中重力势能的减小量为______J．（保留三位有效数字）魔方格

答案

根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：
v₂=

x13

t13

=1.5m/s
v₅=

x46

t46

=2.1m/s
在第2点位置时重锤的动能为：E_K2=

mv₂²=1.13J
在第5点位置时重锤的动能为：E_K5=

mv₅²=2.21J
重力做功等于重力势能的减小量，因此有：
重锤从第2点至第5点间的过程中重力势能的减小量为△E_P=mgx₂₅=1×9.80×0.108=1.06J
故答案为：1.13； 2.21； 1.06

核心考点

试题【在“验证机械能守恒的实验”中，已知打点计时器使用的交流电源的周期为0.02s，当地的重力加速度g=9.80m/s2．该实验选取的重锤质量为1.00kg，选取如图】；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

如图所示，为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤．回答下列问题：
（1）．为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有______．（填入正确选项前的字母）
A．米尺 B．秒表 C．天平
D．0～12V的直流电源 E．0～12V的交流电源
（2）．需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h．某同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案．
a．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v=g t计算出瞬时速度v₀
b．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=

2gh

计算出瞬时速度．
c．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度h
d．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v₀．
以上方案中只有一种正确，正确的是______．（填入相应的字母）魔方格

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某同学利用如图所示的装置验证机械能守恒定律，实验步骤如下：
A．把打点计时器固定在铁架台上，并用导线将打点计时器接在交流电源上．
B．将连有重物的纸带穿过限位孔，用手提着纸带，使重物静止地靠近打点计时器的地方．
C．松开纸带，让重物自由落下，同时接通电源．
D．更换纸带，重复几次，选点迹清晰的纸带进行测量．
E．用天平测量重物的质量m．
（1）在上述实验步骤中错误的是______，多余的是______．（填序号）
（2）该同学通过计算发现，重物动能的增加量小于重力势能的减少量，主要原因是______．
（3）该同学完成实验后，提出了以下几条建议，你认为合理的是______．
A．选用重物时，质量大的比质量小的好
B．选用重物时，体积大的比体积小的好
C．安装打点计时器时，两限位孔必须在同一直线上
D．纸带上选取的计数点应离起始点近一些．魔方格

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实验题（在用落体法“验证机械能守恒定律”的实验中，（设当地的重力加速度g为已知），
（1）带动纸带下落的重物有以下几种：
A．质量为1g的钩码B．质量为5g的塑料球
C．质量为200g的钩码D．质量为200g的软木块
其中最理想的重物是______，理由是______．
（2）某同学列举的实验步骤有以下几项：
A．用天平测量出重锤的质量
B．释放纸带时纸带应保持竖直
C．实验时应先接通电源再释放纸带
D．选取合格的打点纸带进行数据处理
其中没有必要的步骤是______理由是______．
（3）在“验证机械能守恒定律”的实验中，用质量m=0.50kg的重锤拖着纸带由静止开始下落，在下落过程中，打点计时器在纸带上打出一系列的点．在纸带上选取三个相邻的计数点D、E和F，相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s．O为重锤开始下落时记录的点，各计数点到O点的距离如图所示，长度的单位是cm，当地的重力加速度g取10m/s²．
①打点计时器打下计数点E时，重锤下落的速度v_E=______ m/s；（结果保留两位有效数字）
②打点计时器从打下计数点O到打下计数点E的过程中，重锤动能的增加量△E_k=______J，
重锤重力势能的减小量△E_p=______ J．（结果保留两位有效数字）

魔方格

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某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验中，得到一条点迹清晰的纸带，实验器材及打出的纸带如图10所示．已知打点计时器打点周期为0.02s，当地重力加速度g=9.80m/s²，测得所用的重物的质量为1.00kg．把纸带中第一个点记作O，另选4个点A、B、C、D为计数点，各计数点间均有一个点没有画出．经测量知道A、B、C、D各点到O的距离分别为13.40cm、19.50cm、28.95cm、38.15cm．重物由O点运动到C点，根据以上数据计算：
（1）重物的重力势能减少量；
（2）重物的动能增加量；
（3）由计算结果得到什么结论？并分析产生误差可能的原因是什么？（各项计算结果均取3位有效数字）魔方格

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在验证机械能守恒定律的实验中，一同学进行如下操作
A．将打点计时器水平固定在铁架台上
B．将长约0.5m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器，用手提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器的地方
C．先松开纸带，再接通电源，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列的点
D．换几条纸带，重复上面实验
E．在答出的纸带中挑选第一、第二两点间距接近2mm，且点迹清楚的纸带进行测量，先记下O点（第一个点）的位置，再从后面较清晰的任意点开始依次再取四个计数点A、B、C、D，求出相应位置对应的速度及其下落的高度．
F．将测量数据及计算结果填入自己设计的表格中
G．根据以上测得数据计算相应的动能和重力势能，验证机械能守恒定律
（1）以上操作有错误的是______
（2）选出一条纸带如图所示，其中O点为起点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通过周期为0.02s的交流电，用最小刻度为mm的刻度尺，测得OA=11.13cm，OB=17.69cm，OC=25.9cm．这三个数字中不符合有效数字要求的是______，应写成______cm．在计数点A和B之间，B和C之间还各有一个点未画出，重锤的质量为m=1.5kg，根据以上数据，求当打点针打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______J；这时它的动能是______J．（g取10m/s²，结果保留三位有效数字）
（3）实验中往往出现重锤重力势能的减少量大于动能的增加量，其主要原因是______．魔方格

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