【題目】采用讓重物自由下落的方法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示:現(xiàn)有的器材為:帶鐵夾的鐵架臺(tái)、電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、重錘.

（1）需要測(cè)量物體由靜止開(kāi)始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h。某班同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶,設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案,正確的是（_____）

A.用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h,并測(cè)出下落時(shí)間t,通過(guò)v=gt計(jì)算出瞬時(shí)速度v

B.用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h,并通過(guò)計(jì)算出瞬時(shí)速度v

C.根據(jù)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度,等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度,計(jì)算出瞬時(shí)速度v,并通過(guò)計(jì)算出高度h。

D.用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h,根據(jù)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度,等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度,計(jì)算出瞬時(shí)速度v。

（2）甲同學(xué)從打出的紙帶中選出一條理想的紙帶,如圖所示。選取紙帶上連續(xù)打出的5個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E,測(cè)出A點(diǎn)與起始點(diǎn)O的距離為s0,點(diǎn)A、C間的距離為s1,點(diǎn)C、E間的距離為s2。已知重錘的質(zhì)量為m,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電的頻率為f,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g。從起始點(diǎn)O開(kāi)始到打下C點(diǎn)的過(guò)程中,重錘重力勢(shì)能的減小量為△EP=__________,重錘動(dòng)能的增加量為△EK=__________。在誤差充許的范圍內(nèi),如果△EP=△EK,則可驗(yàn)證機(jī)械能守恒。

（3）乙同學(xué)經(jīng)正確操作得到打點(diǎn)紙帶,在紙帶后段每?jī)蓚�(gè)計(jì)時(shí)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),依次為1、2、3、4、5、6、7,測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離h,并正確求出打相應(yīng)點(diǎn)時(shí)的速度v。各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)見(jiàn)下表:

計(jì)數(shù)點(diǎn)

1

2

3

4

5

6

7

h/m

0.124

0.194

0.279

0.380

0.497

0.630

0.777

v/(m·s-1)

1.94

2.33

2.73

3.13

3.50

v2/(m2·s-2)

3.76

5.43

7.45

9.80

12.25

他在如圖所示的坐標(biāo)中,描點(diǎn)作出v2-h圖線(xiàn)。由圖線(xiàn)可知,重錘下落的加速度g′=__________m/s2(保留三位有效數(shù)字);若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g=9.80m/s2,如果在誤差允許的范圍內(nèi)g′=__________,則可驗(yàn)證機(jī)械能守恒。

【答案】（1）D （2）mg（s0+ s1） （3）9.74 m/s2（9.60～9.79均可） 　g或9.80

【解析】

該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)。因?yàn)槲覀冎雷杂陕潴w運(yùn)動(dòng)只受重力，機(jī)械能就守恒。如果把重物的實(shí)際運(yùn)動(dòng)看成自由落體運(yùn)動(dòng)，再運(yùn)用自由落體的規(guī)律求解速度，那么就不需要驗(yàn)證；利用v2-h圖線(xiàn)處理數(shù)據(jù)，根據(jù)可知v2-h圖線(xiàn)的斜率就等于2g．

（1）該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)。因?yàn)槲覀冎雷杂陕潴w運(yùn)動(dòng)只受重力，機(jī)械能就守恒。如果把重物的實(shí)際運(yùn)動(dòng)看成自由落體運(yùn)動(dòng)，再運(yùn)用自由落體的規(guī)律求解速度，那么就不需要驗(yàn)證呢。其中ABC三項(xiàng)都是運(yùn)用了自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解的，故D正確；

（2）從起始點(diǎn)O開(kāi)始到打下C點(diǎn)的過(guò)程中，重錘重力勢(shì)能的減小量為；根據(jù)平均速度等于瞬時(shí)速度，則C點(diǎn)的速度為，那么重錘動(dòng)能的增加量為；

（3）利用v2-h圖線(xiàn)處理數(shù)據(jù)，若，那么v2-h圖線(xiàn)的斜率就等于2g。
所以重鍾下落的加速度：；若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g=9.80m/s2，如果在誤差允許的范圍內(nèi)g′=g或9.80，則可驗(yàn)證機(jī)械能守恒．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一條不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)質(zhì)量可忽略不計(jì)的定滑輪，繩的一端系一質(zhì)量M=15kg的重物，重物靜止于地面上，有一質(zhì)量m=10kg的猴從繩子另一端沿繩向上爬，如圖所示，不計(jì)滑輪摩擦，在重物不離開(kāi)地面條件下，猴子向上爬的最大加速度為（g=10m/s2）（ ）

A．25m/s2 B．5m/s2 C．10m/s2 D．15m/s2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖為電壓互感器的示意圖，把低壓交流電壓表接在副線(xiàn)圈上，可以測(cè)量高壓輸電線(xiàn)路的電壓。原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)分別為n1和n2，下列說(shuō)法正確的是

A. n1應(yīng)該用較粗的導(dǎo)線(xiàn)，n2可以用較細(xì)的導(dǎo)線(xiàn)

B. 如果電壓表的讀數(shù)為Uv，則輸電線(xiàn)路的電壓為

C. 原線(xiàn)圈電流的頻率高于副線(xiàn)圈電流的頻率

D. 如果高壓線(xiàn)路為直流輸電線(xiàn)路，只要把交流電壓表?yè)Q成直流電壓表就同樣可以測(cè)量線(xiàn)路的電壓

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．一根細(xì)線(xiàn)系住鋼球，懸掛在鐵架臺(tái)上，鋼球靜止于A點(diǎn)，光電門(mén)固定在A的正下方．在鋼球底部豎直地粘住一片寬帶為d的遮光條．將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間t可由計(jì)時(shí)器測(cè)出，取作為鋼球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度．記錄鋼球每次下落的高度h和計(jì)時(shí)器示數(shù)t，計(jì)算并比較鋼球在釋放點(diǎn)和A點(diǎn)之間的勢(shì)能變化大小ΔEp與動(dòng)能變化大小ΔEk，就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒．

（1）用ΔEp=mgh計(jì)算鋼球重力勢(shì)能變化的大小，式中鋼球下落高度h應(yīng)測(cè)量釋放時(shí)的鋼球球心到_____之間的豎直距離．

A.鋼球在A點(diǎn)時(shí)的頂端

B.鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心

C.鋼球在A點(diǎn)時(shí)的底端

（2）用ΔEk=計(jì)算鋼球動(dòng)能變化的大小，用刻度尺測(cè)量遮光條寬度，示數(shù)如乙圖所示，其讀數(shù)為______cm．某次測(cè)量中，計(jì)時(shí)器的示數(shù)為0.0100 s，則鋼球的速度為v=___m/s．

（3）下表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

他發(fā)現(xiàn)表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異，認(rèn)為這是由于空氣阻力造成的．你是否同意他的觀(guān)點(diǎn)？請(qǐng)說(shuō)明理由________________．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】利用如圖所示的裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。

（1）除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫(xiě)紙）、交流電源、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線(xiàn)及開(kāi)關(guān)外，在下面的器材中，必須使用的還有________。（選填器材前的字母）

A．大小合適的鐵質(zhì)重錘 B．體積較大的木質(zhì)重錘

C．刻度尺 D．游標(biāo)卡尺 E．秒表

（2）如圖是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。重錘質(zhì)量用m表示，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T(mén)。從打下O點(diǎn)到打下B點(diǎn)的過(guò)程中，重錘重力勢(shì)能的減少量ΔEP = ________，動(dòng)能的增加量ΔEK = ________。

（3）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，下列實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理正確的是________

A．釋放重錘前，使紙帶保持豎直

B．做實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再釋放重錘

C．為測(cè)量打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下某點(diǎn)時(shí)重錘的速度v，可測(cè)量該點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h，再根據(jù)公式計(jì)算，其中g(shù)應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>

D．用刻度尺測(cè)量某點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h，利用公式mgh計(jì)算重力勢(shì)能的減少量，其中g(shù)應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>

（4）某同學(xué)在紙帶上選取計(jì)數(shù)點(diǎn)后，測(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h，并計(jì)算出打相應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)重錘的速度v，通過(guò)描繪v2-h圖像去研究機(jī)械能是否守恒。若實(shí)驗(yàn)中重錘所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不變，從理論上分析，合理的v2-h圖像是圖中的哪一個(gè)________。

A.A B.B C.C D.D

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】甲、乙兩物體在同一水平面上作勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，甲做加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)1s速度由5m/s增加到10m/s；乙做減速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)8s速度由20m/s減小到0，則：

A. 甲的速度變化量大，甲的加速度大 B. 乙的速度變化量大，甲的加速度大

C. 甲的速度變化量大，乙的加速度大 D. 乙的速度變化量大，乙的加速度大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，Oxy坐標(biāo)系中，將一負(fù)電荷Q由y軸上a點(diǎn)移至x軸上b點(diǎn)時(shí)，需克服靜電力做功W；若從a點(diǎn)移至x軸上c點(diǎn)時(shí)，也需要克服靜電力做功W，那么關(guān)于此空間存在靜電場(chǎng)可能是

A. 存在電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)

B. 存在電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)

C. 處在第1象限某一位置的正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)

D. 處在第4象限某一位置的正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系時(shí)，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車(chē)及車(chē)中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中的砝碼質(zhì)量用m表示，小車(chē)的加速度可由小車(chē)后拖動(dòng)的紙帶上由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)計(jì)算出：

(1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿(mǎn)足______時(shí)，才可以認(rèn)為細(xì)線(xiàn)對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和盤(pán)中砝碼的重力．

(2)一組同學(xué)在保持盤(pán)及盤(pán)中的砝碼質(zhì)量一定的情況下，探究加速度與小車(chē)質(zhì)量的關(guān)系，以下做法正確的是________．

A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤(pán)及盤(pán)中的砝碼用細(xì)線(xiàn)繞過(guò)定滑輪系在小車(chē)上

B．每次改變小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力

C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車(chē)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源

D．小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度可用天平測(cè)出m和M，直接用公式a＝mg/M求出

(3)在保持小車(chē)及車(chē)中的砝碼質(zhì)量M一定，探究加速度與所受合外力的關(guān)系時(shí)，由于平衡摩擦力時(shí)操作不當(dāng)，兩位同學(xué)得到的a－F關(guān)系分別如圖中2中甲、乙所示(a是小車(chē)的加速度，F是細(xì)線(xiàn)作用于小車(chē)的拉力)．

其原因分別是：

甲圖：___________________________________________；

乙圖：___________________________________________.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖1所示，為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置，獲得了小車(chē)加速度a與沙及沙桶的質(zhì)量及小車(chē)和砝碼的質(zhì)量對(duì)應(yīng)關(guān)系圖。沙桶和沙子的總質(zhì)量為m1，小車(chē)和車(chē)上砝碼的總質(zhì)量為m2，重力加速度為g。

（1）實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，打出的其中一條紙帶如圖所示，由該紙帶可求得小車(chē)的加速度a＝________ m/s2。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，測(cè)得，作出圖像，他可能作出圖2中________ (選填“甲”、“乙”、“丙”)圖線(xiàn)。此圖線(xiàn)的AB段明顯偏離直線(xiàn)，造成此誤差的主要原因是________________________________________。

（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)遺漏了平衡摩擦力這一步驟，若軌道水平，他測(cè)量得到的圖像，如圖3。設(shè)圖中直線(xiàn)的斜率為k，在縱軸上的截距為b，則小車(chē)與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)=________，沙桶和沙子的總質(zhì)量=________。(認(rèn)為繩的拉力等于沙桶和沙子的總重力，忽略空氣阻力及細(xì)線(xiàn)與滑輪的摩擦）

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