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精英家教网如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为:带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、带夹子的重锤、天平.回答下列问题:
(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有
 
.(填入正确选项前的字母).
A.毫米刻度尺
B.秒表
C.0~12V的可调节直流电源
D.0~220V的可调节交流电源
(2)用打点计时器打出一条纸带,前后要连续进行一
系列的操作,你认为需要并合理的步骤是
 
.(选出下列几点中需要的字母后按合理顺序排列)
A.释放纸带B.接通电源C.取下纸带D.切断电源
(3)释放纸带前的瞬间,重锤和手的位置合理的是
 
(填“甲”、“乙”或“丙”)
(4)下列所说的实验中涉及到的处理方法或实验结果,其中正确的是
 

A.该实验中即使不用天平测重锤的质量,同样也可以验证机械能守恒定律
B.该实验选取的纸带,测量发现所打的第一和第二点间的距离为1.7mm,表明打点计时器打第一点时重锤的速度不为零
C.本实验中需要直接测量得到的物理量是重锤下落的高度,通过计算得到的是当地的重力加速度值和速度值
D.为了计算方便,本实验中先选一条打点计时器打第一点时重锤的速度为零的清晰纸带,然后通过对纸带的测 量、分析,求出当地的重力加速度的值,再代入表达式:mgh=
1
2
mv2
进行验证
E.本实验中,实验操作非常规范,数据处理足够精确,实验结果一定是mgh略大于
1
2
mv2
,不可能出现
1
2
mv2
略大于mgh.
分析:1、解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项.
2、根据实验原理和要求:实验中先接通电源,再释放纸带,然后切断电源,最后取下纸带.
3、该实验中为了减小实验误差,释放前必须保持提起的纸带处于竖直位置,并且使重物靠近打点计时器.
4、本实验是以自由落体运动为例来验证机械能守恒定律,需要验证的方程:mgh=
1
2
mv2,应选用选用点迹清晰,第一、二两点间的距离接近2mm的纸带,这种情况下重物所受的阻力较小.重力加速度与本实验无关,是预知的物理量.由于本实验存在阻力,重物下落过程中要克服阻力作用,所以减小的重力势能没有完全转化为动能.
解答:解:(1)通过打点计时器计算时间,故不需要秒表.
打点计时器应该与交流电源连接.
需要刻度尺测量纸带上两点间的距离.
故选:AD.
(2)根据实验原理和要求:实验中先接通电源,再释放纸带,然后切断电源,最后取下纸带,所以实验的步骤顺序为BADC.
(3)为了减小实验误差,释放前必须保持提起的纸带处于竖直位置,并且使重物靠近打点计时器.故合力的位置因为丙图.
(4)
A、因为我们是比较mgh、
1
2
mv2的大小关系,故m可约去比较,不需要用天平,故A错误.
B、由h=
1
2
gt2求出第一个打点周期时间 t=0.02s内,重锤自由下落距离为h=
1
2
gt2=
1
2
×9.8×0.022
≈2mm,说明这种情况下重物所受的阻力很小,实验误差较小,故B错误.
C、D、在本实验中,直接测量的有:用刻度尺测量重锤下落的高度.重力加速度与本实验无关,是预知的物理量.通过计算得到的有与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度.故C、D错误.
E、由于本实验存在阻力,重物下落过程中要克服阻力作用,所以减小的重力势能没有完全转化为动能,故实验结果一定是mgh略大于
1
2
mv2
,不可能出现
1
2
mv2
略大于mgh.故E正确.
故选:AE.
故答案为:(1)AD;(2)BADC;(3)丙;(4)AE.
点评:对于实验的具体操作,不光要靠记忆理解,要亲自动手实验,切实去体会.正确解答实验问题的前提是明确实验原理,从实验原理出发进行分析所需实验器材、所测数据、误差分析等,会起到事半功倍的效果.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题
(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有
AD
AD
.(填入正确选项前的字母)
A、米尺    B、秒表    C、4~6V的直流电源    D、4~6V的交流电源
(2)实验中误差产生的原因有
纸带与打点计时器之间有摩擦,用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差
纸带与打点计时器之间有摩擦,用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差
.(写出两个原因)
(3)有4条用打点计时器(所用交流电频率为50Hz)打出的纸带 A、B、C、D,其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的.为找出该纸带,某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点,用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为S1、S2、S3.请你根据下列S1、S2、S3的测量结果确定该纸带为
C
C
.(已知当地的重力加速度为9.791m/s2
A.61.0mm  65.8mm  70.7mm   B.41.2mm  45.1mm  53.0mm
C.49.6mm  53.5mm  57.3mm   D.60.5mm  60.6mm  u.61.0mm.

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.

(1)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.某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案.
A.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度;
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;
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.
以上方案中只有一种正确,正确的是
D
D
.(填入相应的字母)
(2)某同学按照正确操作选的纸带如图所示,其中O是起始点,A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点,打点频率为50Hz,该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离,并记录在图中(单位:cm),重锤的质量为m=0.1kg,重力加速度g=9.80m/s2.根据以上数据当打点计时器打到D点时,重物重力势能的减少量为
0.190
0.190
J,动能的增加量为
0.186
0.186
J.(要求计算数值保留三位有效数字)
(3)实验中误差产生的原因
①下落过程中存在阻力作用;②长度的测量时存在误差;
①下落过程中存在阻力作用;②长度的测量时存在误差;
.(写出两个原因)
(4)通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度.从纸带上选取多个点,测量从第一点到其余各点的下落高度h,并计算各点速度的平方v2,然后以
1
2
v2
1
2
v2
为纵轴,以
h
h
为横轴,根据实验数据作出图线.若在实验误差允许的范围内,图线是一条过原点且斜率为g的直线,则验证了机械能守恒定律.
(5)该装置也可用于精度要求不是很高的重力加速度g的测量,依据第(2)问中选取的纸带可计得重力加速度g
9.69
9.69
m/s2

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题.
(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有
AD
AD
.(填入正确选项前的字母)
A.米尺
B.秒表
C.4~6V的直流电源
D.4~6V的交流电源
(2)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.
其中操作不当的步骤是
B
B

(3)实验中误差产生的原因有
纸带与打点计时器之间有摩擦,重锤下落过程中受到空气阻力等.
纸带与打点计时器之间有摩擦,重锤下落过程中受到空气阻力等.
.(写出两个原因)
(4)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度.的数值.根据打出的纸带,选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E,测出各点之间的距离如下图所示.使用交流电的频率为,则计算重锤下落的加速度的表达式a=
(s3+s4-s1-s2)f2
4
(s3+s4-s1-s2)f2
4
.(用sΘ、sΡ、s?、s⊥及?表示)

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平等.
①为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有
 

A、米尺   B、秒表  C、4~6V的直流电源   D、4~6V的交流电源
②自由落下的重锤质量要大一些,这是为了减少
 
对实验的影响.
③实验中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.某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案.正确的是
a.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v0
b.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=(2gh)1/2计算出瞬时速度
c.根据做匀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,并通过计算出高度h
d.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀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v0

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