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    用自由落体法进行“验证机械能守恒定律”的实验．

    （1）实验完毕后选出一条纸带如图1所示，其中O点为电磁打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz的交流电．用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重物的质量为1.00kg，取g=9.80m/s2．甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了
    1.82
    1.82
    J；此时重物的动能比开始下落时增加了
    1.71
    1.71
    J．（结果均保留三位有效数字）．实验中产生系统误差的原因是
    纸带通过打点计时器受摩擦阻力、空气阻力
    纸带通过打点计时器受摩擦阻力、空气阻力

    （2）乙同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以
    12
    v2    为纵轴画出了如图2的图线．图线未过原点O的原因是
    先释放重物，再接通计时器电源
    先释放重物，再接通计时器电源
    ．
    分析：（1）根据物体下落的高度求出重力势能的减小量，结合某段时间内平均速度等于中间时刻的瞬时速度得出B点的瞬时速度，从而得出动能的增加量．通过能量守恒的角度确定误差形成的原因．
    （2）根据图象中下落的高度为0时，动能不为零，确定图线不过原点的原因．
    解答：解：（1）当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了：
    △Ep=mgh=1×9.8×0.186J≈1.82J．
    B点的瞬时速度等于AC段的平均速度为：
    vB=
    xAC
    4T
    =
    0.2721-0.1241
    0.08
    m/s≈1.85m/s
    则重物动能的增加量为：
    △Ek=
    1
    2
    mvB2=
    1
    2
    ×1×1.852≈1.71J    ．
    重力势能的减小量大于动能增加量的原因是纸带通过打点计时器受摩擦阻力、空气阻力
    （2）根据mgh=
    1
    2
    mv2    得：
    1
    2
    v2=gh
    可知
    1
    2
    v2    -h图线应该是一条过原点的直线，现在图线不过原点，下落高度为零时，动能的增量不为零，可知在操作中先释放重物，再接通电源．
    故答案为：（1）1.82，1.71，纸带通过打点计时器受摩擦阻力、空气阻力．
    （2）先释放重物，再接通计时器电源．
    点评：解决本题的关键知道实验的原理以及知道实验误差形成的原因，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度以及加速度的大小．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    “验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行．甲方案为用自由落体实验验证机械能守恒定律，乙方案为用斜面小车实验验正机械能守恒定律
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    （1）比较这两种方案，
     
    （填“甲”或“乙”）方案好一些
    （2）图丙所示是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图所示，已知每    两个计数点之间的时间间隔T=0.1s，物体运动的加速度a=
     
    ；该纸带是采用
     
    （填“甲”或“乙”）实验方案得到的．简要写出判断依据
     
    ．
    （3）如图丁所示是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带，我们选N点来验证机械能守恒定律．下面-些计算打N点时纸带下落速度的方法，其中正确的是
     
    _（T为打点周期）
    A．N点是第n个点，则vN=gnT     B．N是第n个点，则vN=g（n-1）T
    C．vN=
    xn+xn+1
    2T
               D．vN=
    dn+1+dn-1
    2T
    ．

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    科目：高中物理 来源：2013年广西桂林市高考物理一模试卷（解析版） 题型：解答题

    “验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行．甲方案为用自由落体实验验证机械能守恒定律，乙方案为用斜面小车实验验正机械能守恒定律

    （1）比较这两种方案，______（填“甲”或“乙”）方案好一些
    （2）图丙所示是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图所示，已知每    两个计数点之间的时间间隔T=0.1s，物体运动的加速度a=______；该纸带是采用______（填“甲”或“乙”）实验方案得到的．简要写出判断依据______．
    （3）如图丁所示是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带，我们选N点来验证机械能守恒定律．下面-些计算打N点时纸带下落速度的方法，其中正确的是_______（T为打点周期）
    A．N点是第n个点，则vN=gnT     B．N是第n个点，则vN=g（n-1）T
    C．           D．．

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