某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验中，得到一条点迹清晰的纸带，实验器材及打出的纸带如图10所示．已知打点计时器打点周期为0.02s，当地重力加速度g=9.8

题型：不详难度：来源：

某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验中，得到一条点迹清晰的纸带，实验器材及打出的纸带如图10所示．已知打点计时器打点周期为0.02s，当地重力加速度g=9.80m/s²，测得所用的重物的质量为1.00kg．把纸带中第一个点记作O，另选4个点A、B、C、D为计数点，各计数点间均有一个点没有画出．经测量知道A、B、C、D各点到O的距离分别为13.40cm、19.50cm、28.95cm、38.15cm．重物由O点运动到C点，根据以上数据计算：
（1）重物的重力势能减少量；
（2）重物的动能增加量；
（3）由计算结果得到什么结论？并分析产生误差可能的原因是什么？（各项计算结果均取3位有效数字）魔方格

答案

（1）由O点到C点的距离为0.2895m，重物的重力势能减少：
△E_P=mgh_OC=2.84J
答：重物的重力势能减少量为：2.84J．
（2）在匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：
v_C=

sBD

=2.331m/s
由O点到C点重物的动能增加：
△E_k=

=2.72J
答：重物的动能增加量为：2.72J．
（3）在误差范围内，重物减少的重力势能等于增加的动能．产生误差的原因有很多，如：①重物下落受到阻力作用，必须克服摩擦力、空气阻力等做功；
②长度测量不准．

举一反三

在验证机械能守恒定律的实验中，一同学进行如下操作
A．将打点计时器水平固定在铁架台上
B．将长约0.5m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器，用手提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器的地方
C．先松开纸带，再接通电源，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列的点
D．换几条纸带，重复上面实验
E．在答出的纸带中挑选第一、第二两点间距接近2mm，且点迹清楚的纸带进行测量，先记下O点（第一个点）的位置，再从后面较清晰的任意点开始依次再取四个计数点A、B、C、D，求出相应位置对应的速度及其下落的高度．
F．将测量数据及计算结果填入自己设计的表格中
G．根据以上测得数据计算相应的动能和重力势能，验证机械能守恒定律
（1）以上操作有错误的是______
（2）选出一条纸带如图所示，其中O点为起点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通过周期为0.02s的交流电，用最小刻度为mm的刻度尺，测得OA=11.13cm，OB=17.69cm，OC=25.9cm．这三个数字中不符合有效数字要求的是______，应写成______cm．在计数点A和B之间，B和C之间还各有一个点未画出，重锤的质量为m=1.5kg，根据以上数据，求当打点针打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______J；这时它的动能是______J．（g取10m/s²，结果保留三位有效数字）
（3）实验中往往出现重锤重力势能的减少量大于动能的增加量，其主要原因是______．魔方格

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利用图中所示的装置来验证机械能守恒定律．

魔方格

（1）实验中安装、调整好器材，穿好纸带，在打点之前，应先______，后______，使重物下落，打点计时器会在纸带上打出一系列的小点．
（2）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．实验选用重锤质量为0.1kg，从所打纸带中选择一条合适的纸带，纸带上连续的点A、B、C、D至起点O的距离如图所示，则重锤从O运动到C的过程中，重力势能减少______J，动能增加______J（保留三位有效数字）．
（3）用此装置打出的纸带，还可以测量重物下落的加速度，此加速度一般小于当地重力加速度．其原因是______．

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如图所示，在“验证机械能守恒定律”的实验中，如果打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样会导致重物增加的动能______（填“大于”、“小于”或“等于”）减少的势能．魔方格

题型：永嘉县模拟难度：| 查看答案

在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1.00㎏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为第一个点，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0.02 s打一次点，当地的重力加速度g=9.80m/s²．那么：
（1）纸带的______端（选填“左”或“右’）与重物相连；
（2）根据图上所得的数据，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△E_P=______J，动能增加量△E_K=______J；（结果取3位有效数字）
（4）实验的结论是______．魔方格

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完成下列关于“验证机械能守恒定律”实验的有关问题：
魔方格

（1）在验证机械能守恒定律时，如果以

为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是过坐标原点的直线就能验证机械能守恒定律，其斜率等于______．
（2）在做“验证机械能守恒定律”的实验时，用打点计时器打出纸带如图所示，其中A点为打下的第一个点，0、1、2…为连续的计数点．现测得两相邻计数点之间的距离分别为s₁、s₂、s₃、s₄、s₅、s₆，已知相邻计数点间的打点时间间隔均为T．根据纸带测量出的距离及打点的时间间隔，可以求出此实验过程中重锤下落运动的加速度大小表达式为______（逐差法），在打5号计数点时，纸带运动的瞬时速度大小的表达式为______．

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