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    在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量为m的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器所打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量就可以验证机械能守恒定律．
    （1）如图所示，选取纸带打出的五个连续点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为S0，其余如图，使用电源的频率为f（频率为周期的倒数），则打C点时重锺的速度为
    (s1+s2)f
    4
    (s1+s2)f
    4
    ，打点计时器在打C点时重锤的动能为
    1
    32
    mf2(s1+s2)2
    1
    32
    mf2(s1+s2)2
    ，打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤重力势能的减少量为
    mg（s0+s1）
    mg（s0+s1）
    ．

    （2）实验中发现重锤减少的重力势能略大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力作用，若已知当地重力加速度的值为g，用（1）小题及题目中给出的已知量表示重锤在下落过程中受到的平均阻力大小为
    mg-
    1
    32
    mf2
    (s1+s2)2
    s0+s1
    mg-
    1
    32
    mf2
    (s1+s2)2
    s0+s1
    ．
    分析：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．
    知道电源的频率为f，即可求出打点周期．
    纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．
    在重力势能减小量和动能增加量已知的情况下，我们应该运用动能定理求出阻力大小．
    对于字母运算要细心．
    解答：解：（1）利用匀变速直线运动的推论
    vC=
    xAE
    tAE
    =
    s1+s2
    4T
    =
    (s1+s2)f
    4

    根据动能定义式得：
    打C点时重锤的动能为EkC=
    1
    2
    mvC2=
    1
    32
    mf2(s1+s2) 2
    重锤动能的增加量为△EK=EkC-0=
    1
    32
    mf2(s1+s2) 2
    重力势能减小量△Ep=mgh=mg（s0+s1）
    （2）重物下落过程中受重力mg和阻力f，
    根据动能定理研究重物从0到C得：
    w合=△Ek   （其中重力做正功，阻力做负功）
    mgh-fh=EkC-0
    f=mg-
    EKC
    h
    =mg-
    1
    32
    mf2
    (s1+s2)2
    s0+s1

    故答案为：
    （1）
    (s1+s2)f
    4
    ，
    1
    32
    mf2(s1+s2) 2，mg（s0+s1）
    （2）mg-
    1
    32
    mf2
    (s1+s2)2
    s0+s1
    点评：纸带问题的处理是力学实验中常见的问题．我们可以纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．
    动能定理的应用范围很广，在本题中求出平均阻力．
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （1）现行高中物理教材的学生实验中，提供了重锤线的是
    AC
    AC

    A、研究平抛物体的运动    B、验证机械能守恒定律
    C、验证动量守恒定        D、用单摆测定重力加速度
    （2）在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中：若打点计时器所接交流电的频率为50赫兹，甲、乙两条实验纸带，如图1所示，应选
    甲
    甲
    纸带好．若已测得点2到4间距离为s1，点0到3间距离为s2，打点周期为T，验证重物开始下落到打点计时器打下点3这段时间内机械能守恒，s1、s2和T应满足的关系为T=
    S1
    2
    		2gS2
    S1
    2
    		2gS2
    ．

    （3）影响物质材料电阻率的因素很多．一般金属材料的电阻率随温度的升高增大，而半导体材料的电阻率则随温度的升高而减小．某校研究性学习小组为了研究某种导电材料的导电特性，他们用该种材料制作成电阻值较小的线状元件z做实验，所用电压表的量程为3V，电流表的量程为3A，测得元件Z中的电流与相应电压的9组数据标在I-U图上．
    ①他们进行实验应选用的实物电路图是图2中的
    C
    C
    ．

    ②在交流评价过程中某同学提出，有2组实验数据存在明显的错误，你认为是
    C、D
    C、D
    （只需填上与该数据对应的点O、A、B…）
    ③请在图3上画出元件Z的伏安特性曲线，判断元件Z是
    半导体
    半导体
    材料（“金属”或“半导体”）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2010?成都二模）（1）在验证“机械能守恒定率”的试验中：
    ①下面叙述正确的是
    AB
    AB
    （填序号字母）
    A．选用的重物的体积应当小一些
    B．操作时应先通电再释放纸带
    C．应该选用点迹清晰，且第一、二两点间的距离接近2mm的纸带进行分析
    D．电磁打点计时器都应接在电压为20V的交流电源上
    ②实验室有下列器材可供选用：铁架台，电磁打点计时器（包括复写纸），纸带，停表，低压交流电源（带开关），导线，天平，刻度尺．
    其中不必要的器材有
    停表，天平
    停表，天平
    ；缺少的器材是
    重物
    重物
    ．
    （2）某同学想测某个电阻的电阻值Rx（约为130Ω），为此他找来下列器材：
    A．电流E：电动势约为1.5V，内阻可忽略不计
    B．电流表A1：量程为0～10mA，内电阻r1=10Ω
    C．电流表A2：量程为0～20mA电阻r2约为5Ω
    D．定值电阻R0：阻值R0=90Ω
    E．滑动变阻器R1：最大阻值为20Ω
    F．滑动变阻器R2：最大阻值为1000Ω
    G．单刀单掷开关S，导线若干
    ①该同学的设计思路是：先将其中一只电流表改装成电压表，然后利用伏安法测出Rx．为了尽量准确的测出Rx的阻值，请你根据找到的器材和该同学的设计思路，在虚线框内画出实验电路图，并标出器材符号．
    ②你所选用的滑动变阻器是
    R1
    R1
    （填器材序号字母或器材符号）．
    ③若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，则Rx的表达式为：Rx=
    I1(R0+r1)
    I2-I1
    I1(R0+r1)
    I2-I1
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    某实验小组想利用图（甲）所示的单摆装置来验正机械能守恒定，但需要先测定当地的重力加速度．他们从实验室找来了如图（乙）所示的实验器材．
    （1）在测量当地的重力加速度时，除器材a、c外，还应选择的器材有
     
    （填器材下的字母）．若测量过程中悬点松动，则测出的重力加速度
     
    真实重力加速度（填“大于、等于或小于”）．
    （2）用游标卡尺测量摆球的直径时读数如图所示，则小球的直径为
     
     cm．
    （3）重力加速度测出后，继续验证摆球的机械能是否守恒，需要的器材有
     
    （填器材下的字母）．取最低点D处为零势面，横坐标h为小球离最低点的高度，纵坐标E为小球的动能或势能（m为小球的质量）．推据记录的实验数据，处理后得到图（丙）所示的实验图象，经分析后可以得出的结论是：
     
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    科目：高中物理 来源：2012年浙江省温州市高考物理适应性训练（二）（解析版） 题型：解答题

    某实验小组想利用图（甲）所示的单摆装置来验正机械能守恒定，但需要先测定当地的重力加速度．他们从实验室找来了如图（乙）所示的实验器材．
    （1）在测量当地的重力加速度时，除器材a、c外，还应选择的器材有______（填器材下的字母）．若测量过程中悬点松动，则测出的重力加速度______真实重力加速度（填“大于、等于或小于”）．
    （2）用游标卡尺测量摆球的直径时读数如图所示，则小球的直径为______ cm．
    （3）重力加速度测出后，继续验证摆球的机械能是否守恒，需要的器材有______（填器材下的字母）．取最低点D处为零势面，横坐标h为小球离最低点的高度，纵坐标E为小球的动能或势能（m为小球的质量）．推据记录的实验数据，处理后得到图（丙）所示的实验图象，经分析后可以得出的结论是：______．

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