下图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、导线、开关。回答下列问题:(1)为完成此实验,

下图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、导线、开关。回答下列问题:(1)为完成此实验,

题型:不详难度:来源:
下图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、导线、开关。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.秒表                    B.刻度尺
C.0~6V的交流电源        D.0~6V的直流电源
(2)实验中误差产生的原因有               、              。(写出两个原因)
(3)若已知打点计时器的电源频率为50Hz、当地的重力加速度为g=9.80m/s2,重物质量为m kg,实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示,其中O为第一个点,A、B、C为另外3个连续点,由图中数据,可知重物由0点运动到B点重力势能减少量=         J,动能增量=         J,得出的结论是             。(计算结果保留三位有效数字)
答案
(1) BC  
  (2)纸带与打点计时器之间有摩擦阻力;刻度尺测量下落高度时有误差
(3)7.62m;7.59m;在误差允许的范围内,物体的机械能守恒。
解析

分析:(1)解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项.
(2)只要涉及到数据的测量就有一定有偶然误差产生,同时该实验中由于不可避免的存在摩擦阻力,因此会有误差产生;
(3)纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度,从而求出动能.根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值.
解:(1)通过打点计时器计算时间,故不需要秒表,打点计时器应该与交流电源连接,需要刻度尺测量纸带上两点间的距离,故AD错误,BC正确.
故选BC.
(2)只要涉及到数据的测量就有一定有偶然误差产生,同时该实验中由于不可避免的存在摩擦阻力,因此会有误差产生,故产生误差的原因可能有:纸带与打点计时器之间有摩擦阻力,刻度尺测量下落高度时有误差.
故答案为:纸带与打点计时器之间有摩擦阻力,刻度尺测量下落高度时有误差.
(3)重力势能的减小量等于重力所做功,故可知重物由0点运动到B点重力势能减少量△EP=mgh=0.776×9.80m=7.62mJ;
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:
vB===3.895m/s
动能增量为:
△Ek=mv=7.59mJ
由计算可知,动能的增量和重力势能的减小量基本相等,故在误差允许的范围内,物体的机械能守恒.
故答案为:7.62m;7.59m;在误差允许的范围内,物体的机械能守恒.
举一反三
在用下图所示的装置做“探究动能定理”的实验时,下列说法正确的是    (填字母代号)
A.为了平衡摩擦力,实验中可以将长木板的左端适当垫高,使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动
B.为简便起见,每次实验中橡皮筋的规格要相同,拉伸的长度要一样
C.可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值
D.可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值
E.实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源
F.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度
G.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度
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打点计时器是一种使用低压_____(填“交流”或“直流”)电源的计时器,当电源的频率为50Hz时,它每隔________秒打一个点,如右上图为一个同学在做《测定匀变速直线运动的加速度》实验中得到的一条纸条,如果相邻两点间的时间间隔为0.1s,则测得的加速度为___________m/s2,纸带上点1的速度是         m/s
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下图中游标卡尺的读数为_____mm,螺旋测微器的读数为________mm。
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用游标卡尺测量一机械零件的宽度,所用游标卡尺的游标上有20个等分刻度,从图中可读出这金属棒的长度是_________cm.
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在用重锤下落来验证机械能守恒时,某同学按照正确的操作选得纸带如图所示。其中O是起始点,A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点,打点频率为f="50" Hz。该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离,并记录在图中(单位cm):

①这五个数据中不符合有效数字读数要求的是________(填A、B、C、D或E)点读数。
②该同学用重锤在OC段的运动来验证机械能守恒,OC距离用h来表示,他用计算与C点对应的物体的瞬时速度,得到动能的增加量,这种做法显然不对,正确的计算公式为=_________           。(用题中字母表示)
③如O点到某计数点距离用H表示,重力加速度为g,该点对应重锤的瞬时速度为,则实验中要验证的等式为_________。
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