利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某小组同学对实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案.

利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某小组同学对实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案.

题型:不详难度:来源:
利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某小组同学对实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案.
A.用刻度尺测出物体下落高度h,用打点间隔数测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v.
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=


2gh
计算出瞬时速度v.
C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过h=
v2
2g
计算得出高度h
D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v.
(1)以上方案中只有一种正确,正确的是______.(填入相应的字母)
(2)在该实验中,有几个注意点,以下描述正确的是______.
A.为减小摩擦阻力,需要调整打点计时器的限位孔,使它在同一竖直线上
B.可以选用质量很大的重锤,先用手托住,等计时器通电后再释放重锤
C.只有选第1、第2两打点间隔约2mm的纸带才代表打第1点时的速度为零
D.实验结果如果正确合理,得到的动能增加量应略大于重力势能的减小量.魔方格
答案
(1)物体由静止开始自由下落过程中受到空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力作用,不是自由落体运动,v=gt,v=


2gh
h=
v2
2g
都是自由落体运动的公式.若用这些公式进行分析,就不需要验证了,相当于用机械能守恒验证机械能守恒.下落的高度用刻度尺测量,瞬时速度用平均速度的方法计算.故ABC错误,D正确.
故选D.
(2)A、为减小摩擦阻力,需要调整打点计时器的限位孔,使它在同一竖直线上.故A正确.
B、应选择质量大,体积小的重锤,减小实验的误差.故B错误.
C、根据h=
1
2
gt2=
1
2
×10×0.022m=0.002m=2mm
知,只有选第1、第2两打点间隔约2mm的纸带才代表打第1点时的速度为零.故C正确.
D、因为存在阻力作用,知动能的增加量略小于重力势能的减小量.故D错误.
故选AC.
故答案为:(1)D   (2)AC
举一反三
某同学验证机械能守恒定律的实验步骤以及所测量的数据如下:
A.将打点(或电火花)计时器竖直安装在铁架台上
B.接通电源,再松开纸带,让重物自由下落
C.取下纸带,再换一条新纸带,重复以上实验步骤
D.将纸带固定在重物上,让纸带穿过打点计时器,用手提着纸带使重物静止
E.选取一条理想纸带(所选纸带如图所示),用刻度尺测出物体下落的高度OA、OB、OC、OD、OE(图中O点是计时器打出的第一点),并计算出相应的瞬时速度vA、vB、vC
F.分别计算出mvn2/2与mghn,在误差允许范围内,看是否相等

魔方格

请完成下列问题:
(1)上述实验步骤合理的顺序是______.
(2)质量为1kg的重锤从开始下落到打B点时,减少的重力势能EP为______;重锤下落到打B点时,增加的动能EK为______.
(3)通过计算,数值上△Ep______△Ek(填“略大于”“略小于”“等于”),这是因为______.
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在做“验证机械能守恒定律”实验时,下列测量工具不需要的是(  )
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A.刻度尺B.交流电源C.天平D.重锤
在验证机械能守恒定律的实验中,已知电源的频率为50Hz,g=10m/s2,测出所用重物的质量m=1.00kg,实验中得到一条点迹清晰的纸带,并把第一个点记作O(速度为零),另选纸带上连续的4个点A、B、C、D作为测量点,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、85.78cm,根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能的减少量为______J,动能的增加量为______J(取3位有效数字).
在用落体法做“验证机械能守恒定律”实验时,下列实验操作中正确合理的是(  )
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A.电磁打点计时器应接10V以下直流电源
B.先将连在重物上的纸带穿过打点计时器,用手提着纸带,使重物静止在打点计时器下方,再接通电源
C.先放开纸带让重物下落,再接通打点计时器的电源
D.先取下固定在重物上的打好点的纸带,再切断打点计时器的电源
用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,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,即验证机械能守恒定律.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.释放悬挂纸带的夹子,同时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)魔方格