利用如图所示的装置可以探究系统机械能守恒，在滑块B上安装宽度为L（较小）的遮光板（遮光板质量忽略不计），把滑块B放在水平放置的气垫导轨上，通过跨过定滑轮的绳与钩

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利用如图所示的装置可以探究系统机械能守恒，在滑块B上安装宽度为L（较小）的遮光板（遮光板质量忽略不计），把滑块B放在水平放置的气垫导轨上，通过跨过定滑轮的绳与钩码A相连，连接好光电门与数字毫秒计，两光电门间距离用S表示。数字毫秒计能够记录滑块先后通过两个光电门的时间

、

，当地的重力加速度为g。请分析回答下列问题：

（1）为完成验证机械能守恒的实验，除了上面提到的相关物理量之外，还需要测量的量有_____________（均用字母符号表示，并写清每个符号表示的物理意义）；
（2）滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度

=_____________、

=_____________（用题中已给或所测的物理量符号来表示）；
（3）在本实验中，验证机械能守恒的表达式为：_____________（用题中已给或所测的物理量符号来表示）。

答案

（1）钩码与滑块的质量分别为M_A、M_B
（2）L/Δt₁，L/Δt₂
（3）M_AgS=(M_A+M_B)(L/Δt₂)²/2－(M_A+M_B)(L/Δt₁)²/2

举一反三

利用重锤下落验证机械能守恒定律。
（1）为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选择：铁架台（也可利用桌边），打点计时器以及复写纸、纸带，低压直流电源，天平，秒表，毫米刻度尺，导线，电键。其中不必要的器材是______________；缺少的器材是______________。
（2）在验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，查得当地重力加速度g=9.80 m/s²，测出所用重物的质量m=1.00 kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的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62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm，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）。

（3）实验中产生系统误差的原因主要是____________________________。为了减小误差，悬挂在纸带下的重物的质量应选择______________。

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在验证机械能守恒定律的实验中，某个小组的三位同学按照正确的操作选得纸带如图。其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g = 9.80 m/s²，打点计时器所用电源频率为f = 50 Hz，设重锤质量为1.00 kg。

（1）甲同学发现，图中的B是除起始点外打点计时器打下的第n个点。因此他用v_B= ngT（T是打点计时器的打点周期）计算B点对应时刻物体的速度，这样得到的结果是重力势能的减少量_______动能的增加量（填“大于”、“小于”或“等于”）。
（2）乙同学认为，可以利用O点到B点的距离h_B计算B点对应时刻物体的速度v_B=

，这样得到的结果是重力势能的减少量_______动能的增加量（填“大于”、“小于”或“等于”）。
（3）丙同学用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度，若h_A = 9.51 cm，h_B= 12.42 cm，h_C = 15.70 cm，则丙同学算得该段重锤重力势能的减少量为_______J（计算结果保留三位有效数字，下同），而动能的增加量为________J，这样得到的结果是使重力势能的减少量_______动能的增加量（填“大于”、“小于”或“等于”）。

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用如图实验装置验证m₁、m₂组成的系统机械能守恒。m₂从高处由静止开始下落，m₁上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m₁=50g 、m₂=150g ，则（g取10m/s²，结果保留两位有效数字）
（1）在纸带上打下记数点5时的速度v=___________m/s；
（2）在打点0~5过程中系统动能的增量△E_K=___________J，系统势能的减少量△E_P=___________J，由此得出的结论是______________________；
（3）若某同学作出

图像如图，则当地的实际重力加速度g =___________m/s²。

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某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。

（1）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=____________mm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=1.2×10^-2 s，则滑块经过光电门时的瞬时速度____________m/s。（此空保留三位有效数字）在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、____________和____________（文字说明并用相应的字母表示）。
（2）本实验通过比较____________和____________在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒。

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在“验证机械能守恒定律”的实验中：
（1）某同学用图甲所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带，A、B、C、D、E为连续的四个点，交流电的频率为50Hz，测出点A，C间的距离为14.77cm，点C，E间的距离为16.33cm，已知当地重力加速度为9.8m/s²，重锤的质量为m=1.0kg，则重锤在下落过程中受到的平均阻力大小

_______________。

（2）某同学上交的实验报告显示重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能，则出现这一问题的原因可能是_______________（填序号）。
A．重锤的质量测量错误
B．该同学自编了实验数据
C．交流电源的频率不等于50HZ
D．重锤下落时受到的阻力过大

题型：0117 专项题难度：| 查看答案