“用DIS研究机械能守恒定律”的实验中，用光电门测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度（实验中A、B、C、D四点高度为0. - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

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“用DIS研究机械能守恒定律”的实验中，用光电门测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度（实验中A、B、C、D四点高度为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由计算机默认），求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能与动能转化时的规律．
（1））实验时，先把光电门传感器放在标尺盘最低端的D点，并将此作为______点．
（2）（多选题）若某位同学在实验时，将摆锤由A、B之间的某一位置静止释放，则测出摆锤在D点的速度可能值为______
A.1.78m/s B.1.74m/s
C.1.70m/s D.1.66m/s．魔方格

答案

（1）由于重锤的高度都是相对于D点的，因此选择D点为零势能点，将把光电门传感器放在标尺盘最低端的D点，测出重锤速度，可以进行机械能守恒的验证．
故答案为：零势能．
（2）若从A点下落时，有：mghA=

，解得：vA=

2ghA

2×10×0.15

=1.732m/s
若是从B点下落有：mghB=

，解得：vA=

2ghB

2×10×0.1

=1.414m/s
由于摆锤由A、B之间的某一位置静止释放，由此下落到D点的速度大于从B下落的速度小于从A下落的速度，故AB错误，CD正确．
故选CD．

核心考点

试题【“用DIS研究机械能守恒定律”的实验中，用光电门测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度（实验中A、B、C、D四点高度为0.】；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

（1）如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置．关于这一实验，下列说法中正确的是______
A．打点计时器应接直流电源
B．应先释放纸带，后接通电源打点
C．需使用秒表测出重物下落的时间
D．测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度
（2）在用电火花计时器（或电磁打点计时器）研究匀变速直　　线运动的实验中，某同学打出了一条纸带．已知计时器打点的时间间隔为0.02s，他按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，则相邻两个计数点之间的时间间隔为______s．用刻度尺量得OA=1.50cm、AB=1.90cm、BC=2.30cm、CD=2.70cm．由此可知，纸带做______运动（选填“匀加速”或“匀减速”），打C点时纸带的速度大小为______m/s．

魔方格

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（多选题）如图所示为用DIS研究机械能守恒定律的实验装置．下列步骤中正确的是（　　）

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热门考点

A．让摆锤自然下垂，以摆线为基准，调整标尺盘的放置位置，使标尺盘上的竖直线与摆线平行

B．将摆锤置于释放器内并对释放杆进行伸缩调整，使摆锤的系线松弛一点以方便释放摆锤

C．调整光电门的位置，使光电门的接收孔与测量点位于同一水平面内

D．将释放器先后置于A、B、C点，将光电门置于标尺盘的D点，分别测量释放器内的摆锤由A、B、C三点静止释放摆到D点的势能和动能．

用打点计时器和重锤在自由下落的情况下验证机械能守恒定律的实验中，电源频率为f，依次打出的点为0，1，2，3，4，则如从起点0到点2之间来验证，必须测量和计算出的物理量为______、______、______，验证的表达式为______．

魔方格

（1）现要测定一个额定电压6V、额定功率3W的小灯泡的伏安特性曲线．要求所测电压范围为0V～5.5V．
现有器材：
直流电源E（电动势6V，内阻不计）；
电压表
魔方格

（量程6V，内阻约为4×10⁴Ω）；
电流表
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（量程300mA，内阻约为2Ω）；
电流表
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（量程600mA，内阻约为1Ω）；
滑动变阻器R（最大阻值约为30Ω）；
电子键S，导线若干．
①如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是______．
②如图1已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接．
（2）某同学用如图2所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的频率为50Hz交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤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．
①他进行了下面几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C．用天平测出重锤的质量；
D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．
其中没有必要进行的步骤是______，操作不当的步骤是______．
②他进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析．如图3所示．其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点．根据以上数据，当打点到B点时重锤的速度______m/s，计算出该对应的

v2=______ m²/s²，gh=______ m²/s²，可认为在误差范围内存在关系式______，即可验证机械能守恒定律．（g=9.8m/s²）
③他继续根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，并以

为纵轴、以h为横轴画出的图象，应是图4中的______．
④他进一步分析，发现本实验存在较大误差．为此设计出用如图5示的实验装置来验证机械能守恒定律．通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出AB之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d．重力加速度为g．实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束．小铁球通过光电门时的瞬时速度v=______．如果d、t、h、g存在关系式______，也可验证机械能守恒定律．
⑤比较两个方案，改进后的方案相比原方案的最主要的优点是：______．

魔方格

利用自由落体运动做验证机械能守恒定律的实验时：
（1）有下列器材可供选择：
①铁架台 ②打点计时器 ③复写纸 ④纸带 ⑤低压直流电源 ⑥天平 ⑦秒表 ⑧导线．
其中实验中不必要的器材是______（填序号）；缺少的器材是______．
（2）若已知打点计时器的电源频率为50Hz，当地的重力加速度g=9.80m/s²，重物质量为mkg．实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，其中0为第一个点，A、B、C为另外3个连续点，根据图中的数据，可知重物由0点运动到B点，重力势能少量△E_p=______J；动能增加量△E_k=______J；产生误差的主要原因是______．魔方格