（9分）在验证机械能守恒的实验中，所用电源的频率为50 Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点位置对应刻度尺上的读数如图所示（图中O是打点计时

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（9分）在验证机械能守恒的实验中，所用电源的频率为50 Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点位置对应刻度尺上的读数如图所示（图中O是打点计时器打的第一个点，A、B、C、D、E分别是以每打两个点的时间作为计时单位取的计数点）。查得当地的重力加速度g =" 9.80" m/s²。根据纸带求：

（1）若重锤质量为m，则重锤从起始下落至B时，减少的重力势能为多少？
（2）重锤下落到B时，动能为多大？
（3）从（1）、（2）的数据可得什么结论？

答案

（1）|△E_p| =" 1.91m" J； (3分)
（2）E_k =" 1.88m" J； (3分)
（3）在实验误差允许的范围内，重锤重力势能的减少等于其动能的增加，机械能守恒。 (3分)

解析

试题分析：（1）OB="195.0" mm=195.0×10^-3 m，则重锤从起始下落至B时，减少的重力势能为|△E_p| ="|mgh|" =" 1.91m" J；
（2）B点的速度

m/s，重锤下落到B时，动能为

J。
（3）1.91m J近似等于1.88m J，因此，在实验误差允许的范围内，机械能守恒。

举一反三

利用打点计时器所记录纸带来研究小车的运动情况，某学生实验中的记录纸带如图所示，其中两点中间有四个点未画。已知所用电源的频率为50Hz，则小车运动的加速度a= _____m/s²。

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有两个同学分别在大庆和广州的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长l的关系”，他们通过互联网交换实验数据，并由计算机绘制了T²－l图像，如图甲所示．在大庆的同学所测实验结果对应的图线是________(填“A”或“B”)．另外，在广州做探究的同学还利用计算机绘制了a、b两个摆球的振动图像(如图乙)，由图可知，两单摆摆长之比

＝________.在t＝1 s时，b球振动的方向是________．

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（1）利用重锤的自由下落和电磁打点计时器验证机械能守恒定律，下面哪些实验仪器是必需的? （填写仪器前的字母代号）．

A．天平	B．4～6V的低压直流电源
C．4～6V的低压交流电源	D．停表 E．刻度尺

（2）在该实验中，选定了一条较为理想的纸带，如图所示，纸带的端（选填“左”或“右”）与重物相连；重物由“0”点运动到“4”点，重力势能减少量的表达式为，动能增量的表达式为 (重锤质量为m，打点计时器的打点周期为T)，实验结果发现动能增量总 (填“大于”、“等于”或“小于”)重力势能的减少量，主要的原因是。

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在验证机械能守恒定律的实验中，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υ²=2g（s₁+s₂+s₃）计算出打下“3”点时重锤的速度υ，你赞同吗？请写出你的看法。（若不赞同，请写出你计算方法）

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某实验小组采用图甲所示的装置探究“合外力做功与物体动能变化的关系”。

①实验前，木板左端被垫起一些，使小车在不受拉力作用时做匀速直线运动。这样做的目的是                     。
②如果需要用图中砝码和吊盘的总重力来表示小车受到的合外力，必须满足的条件是               。
③同学甲选取一条比较理想的纸带做分析。小车刚开始运动时对应在纸带上的点记为起始点O，在点迹清楚段依次选取七个计数点。通过测量纸带计算出计数点与O点之间的速度平方差△v²、起始点O到计数点过程中细绳对小车做的功W。以W为纵坐标，以△v²为横坐标在方格纸中作出W—△v²图象，如图乙所示。那么，根据图像可以得到的结论是                  。
④如果要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是                    。
⑤如果“动能定理”成立，那么W—△v²图像的斜率的物理意义是                 。

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