与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器

题型：不详难度：来源：

与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．
现利用图所示装置验证机械能守恒定律．图中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为30⁰，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出．让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10^-2s、2.00×10^-2s．已知滑块质量为2.00kg，滑块沿斜面方向的宽度为5.00cm，光电门1和2之间的距离为0.540m，g=9.80m/s²，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度．
①．滑块通过光电门1时的速度v₁=______m/s，通过光电门2时的速度
v₂=______m/s：（取三位有效数字）
②．滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为______J，重力势能的减少量为______J．（取三位有效数字）魔方格

答案

（1）滑块通过光电门1时的速度v₁=

5.00cm

5.00×10-2s

=1.00m/s
通过光电门2时的速度v₂=

=2.50m/s
（2）滑块通过光电门1、2之间的动能增加量△E_k=E_k2-E_k1=

mv₂²-

mv₁²=5.25J
重力势能减小量△E_p=mgh=2.0×9.8×0.540J=5.29J．
故答案为：（1）1.00m/s 2.50m/s （2）5.25J 5.29J

举一反三

如图甲是使用电磁打点计时器测量重力加速度g的装置示意图，已知该打点计时器的打点频率为50Hz．
（1）实验时，甲同学是先接通电源再放松夹子；乙同学是先放手后再接通电源，其中操作正确的是图______．
（2）图中的乙图是按正确的实验步骤进行实验打出的一条纸带，经测量，第15点至第17点间的距离为11.33cm，第17点至第19点间的距离为12.85cm，则打下第16个点时，重物下落的速度大小为______m/s，测出的重力加速度值为g=______m/s²（要求保留三位有效数字）．魔方格

题型：不详难度：| 查看答案

用如图1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，对图中纸带上的点痕进行测量．
魔方格

即可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．先接通电源，后释放纸带，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步骤是______，操作不当的步骤是______．
②利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度．如图2所示是打出的一条纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图2所示．使用电流的频率为f，则计算重锤下落的加速度的表达式a=______．（用x₁、x₂、x₃、x₄及f表示）
③在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小，若已知当地重力加速度为g，还需要测量的物理量是______．

题型：惠州模拟难度：| 查看答案

用落体法验证机械能守恒定律的实验，下面测量工具中属于必需的是（　　）

A．天平

B．弹簧秤

C．刻度尺

D．秒表

题型：不详难度：| 查看答案

某同学在资料上发现弹簧振子的周期公式为T=2π

，弹簧的弹性势能公式为成Ep=

kx2（式中k为弹簧的劲度系数，m为振子的质量，x为弹簧的形变量）．为了验证弹簧的弹性势能公式，他设计了如图甲所示的实验：轻弹簧的一端固定在水平光滑木板一端，另一端连接一个质量为M的滑块，滑块上竖直固定一个挡光条，每当挡光条挡住从光源A发出的细光束时，传感器B因接收不到光线就产生一个电信号，输入电脑后经电脑自动处理就能形成一个脉冲电压波形；开始时滑块静止在平衡位置恰好能挡住细光束．在木板的另一端有一个弹簧枪，发射出质量为m，速度为v0的弹丸，弹丸击中木块后留在木块中一起做简谐振动．
（1）系统在振动过程中，所具有的最大动能Ek=______；
（2）系统振动过程中，在电脑上所形成的脉冲电压波形如图乙所示，由图可知该系统的振动周期大小为：T=______；
（3）如果再测出滑块振动的振幅为A，利用资料上提供的两个公式求出系统振动过程中弹簧的最大弹性势能为：Ep=______；
通过本实验，根据机械能守恒，如发现Ek=Ep，即验证了弹簧的弹性势能公式的正确性
魔方格

题型：宜昌二模难度：| 查看答案

用DIS研究机械能守恒定律．将实验装置中的光电门传感器接入数据采集器，测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度，求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能和动能转化时的规律．实验中A、B、C、D四点高度为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由计算机默认，不必输入．现某位同学要测定摆锤在D点的瞬时速度．其实验装置如图所示，接着他点击“开始记录”，同时让摆锤从图中所示位置释放，计算机将摆锤通过光电门传感器的速度自动记录在表格的对应处，如图．
（1）请指出该同学实验中的错误之处：______
（2）图中计算机记录的数据与真实值相比将______（填“偏大”、“偏小”或“仍准确”）

魔方格

题型：江苏模拟难度：| 查看答案