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题目
题型:不详难度:来源:
在“验证机械能守恒定律”实验中,

I.第一组同学用打点计时器按照图1所示装置进行实验,则
(1)对于自由下落的重物,下述选择的条件哪种更为有利?______
A.只要足够重就可以.
B.只要体积足够小就可以.
C.既要足够重,又要体积非常小.
D.因为不需要知道动能和势能的具体数值,不需要测量重物的质量,所以对重物可任意选择.
(2)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1.00kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带,如图2所示,把第一个点记作O,在纸带上另取连续4个点A、B、C、D作为测量的点,经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能减少量等于______J,动能的增加量等于______J.(取3位有效数字)
II.第二组同学利用图3所示的实验装置,验证钩码和滑块所组成的系统从由静止释放到通过光电门这一过程机械能守恒.实验开始时,气轨已经调成水平状态.
(1)已知遮光条的宽度为d,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为t,则滑块经过光电门时的速度为______.
(2)在本次实验中还需要测量的物理量有(文字说明并用相应的字母表示):钩码的质量m、______和______.
(3)本实验通过比较______和______(用测量的物理量符号表示)在实验误差允许的范围内是否相等,从而验证系统的机械能是否守恒.
答案
Ⅰ.(1)为了减小空气阻力的影响,在选择重物时,要选择密度大的实心金属球,即选择质量大体积小的重物,故ABD错误,C正确.
故选C.
(2)重力势能减小量:△Ep=mgh=1.0×9.8×0.7776J=7.62J.
在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,因此有:
vC=
xBD
2T
≈3.89m/s

Ek=
1
2
m
v2C
≈7.56J

故答案为:7.62,7.56.
Ⅱ.(1)由于遮光条通过光电门的时间极短,可以用平均速度表示瞬时速度,因此有:
v=
d
t

故答案为:
d
t

(2)该实验中需要计算重量势能的减小量和动能的增加量,由此可知需要测量的物理量.
故答案为:滑块的质量M释放时挡光片到光电门的距离L.
(3)设遮光条前进了s,钩码的重力势能减少了:mgs,系统动能增加了:
1
2
(M+m)
d2
t2
,所以我们可以通过比较mgs和
1
2
(M+m)
d2
t2
,的大小来验证机械能守恒定律.
故答案为:
1
2
(M+m)
d2
t2
,mgL.
核心考点
试题【在“验证机械能守恒定律”实验中,I.第一组同学用打点计时器按照图1所示装置进行实验,则(1)对于自由下落的重物,下述选择的条件哪种更为有利?______A.只要】;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,两物块A、B分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端,利用光电门验证A、B所构成的系统机械能守恒.

(1)用游标卡尺测出遮光板的宽度如图乙所示,遮光板的宽度d=______mm.
(2)测出A、B两物块的质量分别为mA和mB,mA<mB,用刻度尺测出两光电门间的距离H,光电门1记录了遮光条遮光的时间为△t1,光电门2记录了遮光条遮光的时间为△t2,重力加速度为g.则系统的动能增加量△Ek=______,重力势能的减小量△Ep=______,如果在误差允许的范围内△Ek=△Ep,则系统的机械能守恒.
(3)实验中发现总有△Ek<△Ep,可能的原因是______.(至少写出两条)
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I小明利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律,实验装置的示意图如图1所示,当有不透光物体从光电门间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.所用的光电门传感器可侧的最短时间为0.01ms.将挡光效果好、宽度为d=3.8×10-3m的黑色磁带若干段贴在透明直尺上,让直尺从一定高度由静止释放,井使其竖直通过光电门.某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间△ti与高度差△hi,并将部分数据进行了处理,结果如下表所示.(取g=9.8m/s2,表格中M为直尺质量)

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实验次序△ti(10-3s)vi=
d
ti
(m•s-1
△Eh=
1
2
Mvi2-
1
2
Mvt2
△hi(m)mg△hi
11.213.13---------------
21.153.310.58M0.060.58M
31.003.802.24M0.232.25M
40.954.003.10M0.323.14M
50.90____________0.41______
某同学采用如图所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验时,请指出这个实验过程中产生误差的主要原因(找出两条即可):______.
在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,质量为m=1.00kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列点.如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带,O为打点计时器打出的第一个点,点A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出).已知打点计时器每隔0.02s打一次点,当地的重力加速度为g=9.8m/s2.那么
(1)纸带的______端(选填“左”或“右”)与重物相连;
(2)根据下图上所得的数据,应取图中O点和______点来验证机械能守恒定律;
(3)从O点到所取点,重物重力势能减少量△Ep=______J,动能增加量△Ek=______J(结果取3位有效数字).
如图1是“验证机械能守恒定律”的实验装置.

(1)除图中器材外,下列两项器材实验中必须使用的是______(填选项前的字母);
A.秒表B.刻度尺
(2)在安装实验装置时应使打点计时器的两个限位孔处于______(填选项前的字母);
A.同一水平面内B.同一竖直平面内
(3)图2是某同学在实验中选择的一条较为理想纸带中的一段,其中所打的点分别为A、B、C、D、E,则在这段纸带下落过程中先打的点是______(填“A”或“E”).