如图所示的装置是研究自由落体运动的装置,立柱上端有一个电磁铁,通电时,小钢球被吸在电磁铁上,断电时,小钢球自由下落,计时装置开始计时。立柱上还有四个可移动的光电

如图所示的装置是研究自由落体运动的装置,立柱上端有一个电磁铁,通电时,小钢球被吸在电磁铁上,断电时,小钢球自由下落,计时装置开始计时。立柱上还有四个可移动的光电

题型:同步题难度:来源:
如图所示的装置是研究自由落体运动的装置,立柱上端有一个电磁铁,通电时,小钢球被吸在电磁铁上,断电时,小钢球自由下落,计时装置开始计时。立柱上还有四个可移动的光电 门,当小钢球经过某一个光电门时,光电计时装置就能测出小钢球通过这个光电门所用的时间t 。并可根据该遮光时间算出小球通过这个光电门时的速度,由于时间极短,可认为是通过该光电门时的瞬时速度。再用刻度尺测出电磁铁到四个光电门的距离,可以得到四段位移,将所得数据填入表中,如果只有一个光电门,也可以让小钢球下落四次,每次下落时把光电门安放在不同的位置,测量小钢球下落到这个位置时的速度和位移。你能利用该装置来 验证机械能守恒定律吗?
答案
答:本装置能用来验证机械能守恒定律,只要测出四个位置的瞬时速度,再测出到起始点的距离,分别求出重力势能的减少量及动能的增加量,就可以判断机械能是否守恒。
举一反三
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?
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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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