用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用电源为学生电源,输出电压为6V的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

用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用电源为学生电源,输出电压为6V的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

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用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用电源为学生电源,输出电压为6V的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,对纸带上的点痕进行测量,据此验证机械能守恒定律.
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
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.释放纸带,立即接通电源开关打出一条纸带;
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或者操作不当的步骤是______(将其选项对应的字母填在横线处)
(2)在验证机械能守恒定律的实验中,若以v2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出v2---h的图象应是______,才能验证机械能守恒定律;v2---h图象的斜率等于______的数值.
答案
(1)B:将打点计时器应接到电源的“交流输出”上,故B错误.
C:因为我们是比较mgh、
1
2
mv2的大小关系,故m可约去比较,不需要用天平.故C错误.
D:因为我们是比较mgh、
1
2
mv2的大小关系,故m可约去比较,不需要用天平.
开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后再释放重锤,让它带着纸带一同落下,如果先放开纸带让重物下落,再接通打点计时时器的电源,由于重物运动较快,不利于数据的采集和处理,会对实验产生较大的误差.故D错误.
故选:BCD.
(2)利用v2-h图线处理数据,物体自由下落过程中机械能守恒,mgh=
1
2
mv2
即v2=2gh
所以以v2为纵轴,以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线.
那么v2-h图线的斜率就等于2g.
故答案为:(1)BCD;(2)过原点的倾斜直线,2g.
举一反三
用如图1所示实验装置验证机械能守恒定律.水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨,导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为m,遮光片两条竖边与导轨垂直;导轨上B点处有一光电门,测得遮光片经过光电门时的挡光时间为t,用d表示A点到导轨底端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A、B两点间的距离.将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,用g表示重力加速度.完成下列填空和作图:
 
(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片组成的系统重力势能的减小量表示为△EP=______.动能的增加量表示为△Ek=______.在滑块运动过程中若机械能守恒,则与s的关系式为=______.
(2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一点(A点)下滑,测量相应的s与t值,结果如下表所示:
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s/m0.600.801.001.201.40
t/ms8.227.176.445.855.43
/104s-21.481.952.412.923.39
如图甲所示是用落体法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、带铁夹的重物、天平.回答下列问题:
(1)为完成此实验,除以上的器材,还需要的器材有______
A.毫米刻度尺
B.秒表
C.0~12V的直流电源
D.0~12V的交流电源
(2)在实验中打点计时器所接交流电频率为50Hz,当地重力加速度g=9.8m/s2,实验选用的重物质量m=1kg,纸带上打点计时器打下的连续计时点A、B、C到打下第一点O的距离如图乙所示,则从打下O点至B点的过程中,重物重力势能的减少量△Ep=______J,动能的增加量△Ek=______J.(计算结果均保留3位有效数字)
(3)通过计算发现,△Ep______△Ek(选填“小于”、“大于”或“等于”),这是因为______.
某同学利用自由落体运动进行验证机械能守恒定律的实验,正确完成实验操作后,得到一条点迹清晰的纸带,如图所示.在实验数据处理中,某同学选取纸带上打出的连续三个点A、B、C,分别测出三个点距起始点O的距离如图所示,已知打点计时器每隔0.02s打一个点,g取9.8m/s2
(1)若重物和夹子的总质量为1kg,那么在由O到B的过程中,动能增加量为______J,重力势能减少量为______J.(结果均保留2位有效数字)
(2)该同学在分析该实验误差时认为阻力的存在使得重物下落的加速度不再是重力加速度,于是他利用纸带求出重物下落的加速度为______m/s2
某同学用如图所示的装置测定重力加速度.
①打出的纸带如图所示,实验时纸带的______端通过夹子和重物相连接.(选填“甲”或“乙”)
②纸带上1至9各点为计时点,由纸带所示数据可算出实验时的重力加速度为______m/s2.(已知交流电频率为50Hz)
③若当地的重力加速度数值为9.8m/s2,请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因______.
如图1所示,是用落体法验证机械能守恒定律的实验,
(1)某同学列举了该实验的几个步骤,其中不正确或没有必要的是______(填序号即可)
A.正确安装好实验仪器
B.将打点计时器接到学生电源的直流输出端上
C.用天平测出下落重物的质量,且精确到0.01kg
D.实验中,需保持提纸带的手不上下移动,且保证纸带竖直
E.为了使打出来的第一个点清晰,应该先释放纸带再接通打点计时器电源开关
F.在纸带上离起始点较远的地方选择几个连续的点,测出它们距起始点的距离
(2)在实验中,得到一条纸带如图2所示,把第一点记作O(此时纸带速度为零),打点记时器打点的周期为T,有关长度在图中已标明.则打点记时器打出N点时,重锤的重力势能减少量为______和动能的增加量为______.(图中量为已知量,重锤质量用m表示)