用落體法驗證機械能守恒定律的實驗中，如果任意選擇一條紙帶，且又不知打點的時間間隔，能否用來驗證機械能守恒定律？如果能的話，說明其應(yīng)用步驟和原理．

答案：
解析：

　　只要打點時間間隔均勻，選用任意一條點子分布較為清晰的紙帶，都可以用來驗證機械能守恒定律．其步驟和原理如下：

　　能用來驗證機械能守恒定律，其應(yīng)用步驟和原理如下．

　　(1)算出打點的時間間隔．根據(jù)勻變速直線運動的物體在任何連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)位移之差是一個恒量的道理，量出紙帶上每兩點的間距，設(shè)為s1、s2、s3…如上圖所示，由公式Δs＝aT2分別得

　　T1＝

　　T2＝

　　…

　　取其平均值作為打點時間間隔．

　　(2)算出經(jīng)過各打點時刻的瞬時速度．根據(jù)做勻變速直線運動的物體在某一段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中點時刻的瞬時速度的道理，得各點的瞬時速度分別為、…

　　(3)比較各打點痕跡間重力勢能的減少和相應(yīng)兩位置間動能的增加，即比較

　　mgs2與(mvb2－mva2)

　　mgs3與(mvc2－mvb2)

　　…

　　如它們的數(shù)值相等，即表示機械能守恒．


提示：

利用測得的相關(guān)數(shù)據(jù)，由公式Δs＝aT2可先求出打點計時器打點的時間間隔．利用可以求出各點的瞬時速度，進而驗證ΔEk與ΔEp的大小是否相等．


練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，是用落體法驗證機械能守恒定律的實驗裝置g取10m/s2

（1）選出一條紙帶如圖所示，其中O點為打點計時器打下的第一個點，A、B、C為三個計數(shù)點，打點計時器通過50HZ的交流電，用分度值為1mm的刻度尺測得OA=12.41cm，OB=18.90cm，OC=27.06cm，在計數(shù)點A和B、B和C之間還有一個點，重錘的質(zhì)量為1.00Kg，甲同學根據(jù)以上數(shù)據(jù)算出：當打點計時器打出B點時重錘的重力勢能比開始時下落時減少了
1.89
1.89
J；打點計時器打到B點時重錘的速度vB=
1.83
1.83
m/s，此時重錘的動能比開始下落時增加了多少
1.67
1.67
J（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）
（2）某同學利用他自己實驗時打出的紙帶，測量出了各計數(shù)點到打點計數(shù)器打下的第一個點的距離h，算出了各計數(shù)點對應(yīng)的速度v，以h為橫軸，以
12
v2為縱軸畫出了如圖所示的圖線，圖線的斜率近似等于
B
B
．
A、19.6   B、9.80   C、4.90
圖線為過原點的原因是
該同學做實驗時，先釋放了紙帶，然后才合上打點計時器的開關(guān)
該同學做實驗時，先釋放了紙帶，然后才合上打點計時器的開關(guān)
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示是用落體法驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重物、天平．回答下列問題：
（1）為完成此實驗，除以上的器材，還需要的器材有
AD
AD

A．毫米刻度尺
B．秒表
C．0～12V的直流電源
D．0～12V的交流電源
（2）在實驗中打點計時器所接交流電頻率為50Hz，當?shù)刂亓铀俣萭=9.8m/s2，實驗選用的重物質(zhì)量m=1kg，紙帶上打點計時器打下的連續(xù)計時點A、B、C到打下第一點O的距離如圖乙所示，則從打下O點至B點的過程中，重物重力勢能的減少量△Ep=
2.55
2.55
J，動能的增加量△Ek=
2.50
2.50
J．（計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）
（3）通過計算發(fā)現(xiàn)，△Ep
大于
大于
△Ek（選填“小于”、“大于”或“等于”），這是因為
重物下落過程中受到摩擦阻力作用
重物下落過程中受到摩擦阻力作用
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）如圖所示，是用落體法驗證機械能守恒定律的實驗裝置，請回答下列問題：
①從下列器材中選出實驗所必須的，其編號為
ABD
ABD
．
A．打點計時器（含紙帶）；  B．重錘； C．天平； D．毫米刻度尺；  E．秒表．
②實驗中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是紙帶通過打點計時器時的摩擦阻力，使重錘獲得的動能往往
小于
小于
它所減小的重力勢能（填大于、小于或等于）．
③如果以v2/2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出v2/2-h圖線是一條通過坐標原點的傾斜直線，該線的斜率是
重力加速度
重力加速度
．
（2）某同學用如圖所示的裝置來探究動能定理．

①實驗時為了保證小車受到的合力與鉤碼的總重力大小基本相等，鉤碼的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件是
鉤碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量
鉤碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量
，實驗時首先要做的步驟是
平衡摩擦力
平衡摩擦力
．
②掛上適當?shù)你^碼后小車開始做勻加速直線運動，用打點計時器在紙帶上記錄其運動情況．下圖是實驗時得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是計數(shù)點．本實驗能測出的物理量有：小車的質(zhì)量M，鉤碼的總質(zhì)量m，各計數(shù)點間的距離△xn．已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T，重力加速度為g．則打點計時器打出B點時小車的速度為
△x1+△x2
2T
△x1+△x2
2T
，小車合外力的功與動能變化間的關(guān)系式為
mg(△x3+△x4)=
1
2
M(
△x4+△x5
2T
)2-
1
2
M(
△x2+△x3
2T
)2
mg(△x3+△x4)=
1
2
M(
△x4+△x5
2T
)2-
1
2
M(
△x2+△x3
2T
)2
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在做“用落體法驗證機械能守恒定律”的實驗中，
（1）下列說法中正確的是
 
．
A．電磁打點計時器應(yīng)接10V以下直流電源
B．操作時應(yīng)先放紙帶后接電源
C．選擇的重物應(yīng)該相對質(zhì)量較大、體積較小的物體
D．需使用秒表測出重物下落的時間
（2）實驗中誤差產(chǎn)生的原因
 
．（寫出兩個原因）．通過作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù)，提高實驗的準確程度．從紙帶上選取多個點，測量從第一點到其余各點的下落高度h，并計算各點速度的平方v2，然后以
 
為縱軸，以
 
為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出圖線．若在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，圖線是一條過原點且斜率為g的直線，則驗證了機械能守恒定律．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某學習小組在用落體法驗證機械能守恒定律的實驗時，發(fā)現(xiàn)物體動能的增加量總小于物體重力勢能的減少量．
（1）若實驗操作、數(shù)據(jù)處理均正確無誤，則產(chǎn)生這種誤差的原因主要是
 
．
（2）為了減小這種誤差，應(yīng)當選擇
 
的重錘．
A．質(zhì)量較大，體積較小B．質(zhì)量較大，體積較大
C．質(zhì)量較小，體積較小D．質(zhì)量較小，體積較大
（3）某位同學做“驗證機械能守恒定律”的實驗，下列操作步驟中錯誤的是
 
．
A．把打點計時器固定在鐵架臺上，用導線連接到低壓交流電源
B．交連有重錘的紙帶穿過限位孔，將紙帶和重錘提升到一定高度
C．先釋放紙帶，再接通電源
D．更換紙帶，重復實驗，概括記錄處理數(shù)據(jù)．

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