在“验证机械能守恒定律”的实验中,所用电源的频率为50Hz,某同学选择了一条理想的纸带,用刻度尺测量时,各计数点对应刻度尺上的读数如图所示( 图中O点是打点计时

在“验证机械能守恒定律”的实验中,所用电源的频率为50Hz,某同学选择了一条理想的纸带,用刻度尺测量时,各计数点对应刻度尺上的读数如图所示( 图中O点是打点计时

题型:同步题难度:来源:
在“验证机械能守恒定律”的实验中,所用电源的频率为50Hz,某同学选择了一条理想的纸带,用刻度尺测量时,各计数点对应刻度尺上的读数如图所示( 图中O点是打点计时器打出的第一个点,A,B,C,D,E分别是每打两个点取出的计数点,单位:mm),根据纸带计算:
(1)重锤下落的加速度;
(2)若重锤的质量为m,重锤由开始下落到打B点时减少的重力势能;
(3)重锤下落到打B点时增加的动能;
(4)从(2),(3)数据可得出什么结论?产生误差的主要原因是什么?
答案
解:(1)用逐差法求加速度





(2)重锤从开始下落到打B点时
减少的重力势能为△Ep减==1. 911 mJ.
(3)重锤下落到打B点时的速度为
则物体从开始下落到打B点增加的动能为△Ek增=
(4)从(2),(3)数据可以得出在实验误差允许的范围内重锤重力势能的减少量等于其动能的增加量,机械能守恒,产生误差的主要原因是:重锤在下落时要受到阻力的作用(打点计时器对纸带的摩擦阻力、空气阻力等),重锤克服阻力做功要损失一部分机械能。
举一反三
数字计时器的探头是由两个相距很近的光电门组成的,摆球依次经过两个光电门时,两次对光线的遮挡时间被记录下来,已知光电门的间距与该时间之比即为平均速度,可由与光电门相连的计算机计算并显示出来,因为两个光电门相距很近,所以,可以认为该平均速度为摆球经过光电门时的瞬时速度。你能利用该装置及必要的辅助器材来验证单摆的机械能是否守 恒吗?
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如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。关于这一实验,下列说法中正确的是
[     ]
A.打点计时器应接直流电源
B.应先释放纸带,后接通电源打点
C.需使用秒表测出重物下落的时间
D.测出纸带上两点迹间的距离,可知重物相应的下落高度
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在“ 验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器接在电压为U,周期为T s的交流电源上,从实验中打出的几条纸带中选出一条理想纸带,如图所示,选取纸带上打出的连续3个点A、B、C,测出A点距起始点的距离为S0 m,点AB间的距离为S1 m,点BC间的距离为S2 m,己知重锤的质量为m kg,当地的重力加速度为g,则:
起始点O到打下B点的过程中,重锤重力势能的减少量为ΔEp=________ J,重锤动能 的增加量为ΔEk=________ J;由于纸带与限位孔之间的摩擦力以及空气阻力的存在,重锤重力势能的减少量Δ Ep要________(填“大于”、“等于’’或“等于”)重锤动能的增加量为ΔEk
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“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示,实验结果发现重物减少的重力势能略大于增加的动能,其主要原因是 
[     ]
A.重物的质量过大
B.重物的体积过小
C.电源的电压偏低 
D.重物及纸带在下落时受 到阻力
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光电计时器是物理实验中经常用到的一种精密计时仪器,它由光电门和计时器两部分组成,光电门的一臂的内侧附有发光装置(发射激光的装置是激光二极管,发出的光束很细),如图中的AA",另一臂的内侧附有接收激光的装置,如图中的BB",当物体在它们之间通过时,二极管发出的激光被物体挡住,接收装置不能接收到激光信号,同时计时器就开始计时,直到挡光结束光电计时器停止计时,故此装置能精确地记录物体通过光电门所用的时间.现有一小球从两光电门的正上方开始自由下落,如图所示
(1)若要用这套装置来验证机械能守恒定律,则要测量的物理量有________(每个物理量均用文字和字母表示,如高度H)
(2)验证机械能守恒定律的关系式为________________.
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