在驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中，所用電源的頻率為50Hz，某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測量時各計(jì)數(shù)點(diǎn)位置對應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖所示（圖中O是打點(diǎn)計(jì)時器打的第一個點(diǎn)，A、B、C、D、E分別是以每打兩個點(diǎn)的時間作為計(jì)時單位取的計(jì)數(shù)點(diǎn)）．查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2．根據(jù)紙帶求：
（1）若重錘質(zhì)量為m，則重錘從起始下落至B時，減少的重力勢能為多少？
（2）重錘下落到B時，動能為多大？
（3）從（1）、（2）的數(shù)據(jù)可得什么結(jié)論？產(chǎn)生誤差的主要原因是什么？
精英家教網(wǎng)
分析：該實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，是在知道原理的情況下進(jìn)行驗(yàn)證，因此求出物體下落時重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等即可驗(yàn)證，但是由于存在誤差，物體下落時克服阻力做功，因此重力勢能的減小量略大于動能的增加量．
解答：解：重力勢能的減小量為：△EP=mghOB=m×9.8×0.195=1.91m（J）
B點(diǎn)時的速度為：vB=
xAC
2T
=
0.280-0.125
0.08
=1.94m/s
重錘下落到B點(diǎn)時增加的動能為：EKB=
1
2
mvB2=
1
2
×m×1.942=1.88m
根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以得出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘減小的重力勢能等于其動能的增加，驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．
重錘減小的重力勢能略大于其增加的動能，其原因是重錘在下落時要受到阻力作用（對紙帶的摩擦力、空氣阻力），必須克服阻力做功，減小的重力勢能等于增加的動能加上克服阻力所做的功．
答：（1）若重錘質(zhì)量為m，則重錘從起始下落至B時，減少的重力勢能為1.91 mJ；
（2）重錘下落到B時，動能為1.88mJ；
（3）從（1）、（2）的數(shù)據(jù)可得到的結(jié)論為：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，重錘重力勢能的減少等于其動能的增加，機(jī)械能守恒；產(chǎn)生誤差的主要原因是重錘下落過程中受到阻力的作用（空氣阻力、紙帶與限位孔間的摩擦阻力及打點(diǎn)時的阻力）．
點(diǎn)評：通過該題理解驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，把握實(shí)驗(yàn)原理，提升實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，該題是考查基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識的好題．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

I．在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，使質(zhì)量為m=200g的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖所示．O為紙帶下落的起始點(diǎn)，A、B、C為紙帶上選取的三個連續(xù)點(diǎn)．已知打點(diǎn)計(jì)時器每隔T=0.02s打一個點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.8m/s2，那么
精英家教網(wǎng)
（1）計(jì)算B點(diǎn)瞬時速度時，甲同學(xué)用
v
2
B
=2gSOB，乙同學(xué)用vB=
SAC
2T
．其中所選擇方法正確的是
 
（填“甲”或“乙”）同學(xué)．
（2）同學(xué)丙想根據(jù)紙帶上的測量數(shù)據(jù)進(jìn)一步計(jì)算重物和紙帶下落過程中所受的阻力，為此他計(jì)算出紙帶下落的加速度為
 
m/s2，從而計(jì)算出阻力f=
 
N．
（3）若同學(xué)丁不慎將上述紙帶從OA之間扯斷，他僅利用A點(diǎn)之后的紙帶能否實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的目的？
 
．（填“能”或“不能”）
II．物理興趣小組的同學(xué)們從實(shí)驗(yàn)室中找到一只小燈泡，其標(biāo)稱功率值為0.75W，額定電壓值已模糊不清．他們想測定其額定電壓值，于是先用歐姆表直接測出該燈泡的電阻約為2Ω，然后根據(jù)公式計(jì)算出該燈泡的額定電壓U=
PR
=
2×0.75
V=1.22V．他們懷疑所得電壓值不準(zhǔn)確，于是，再利用下面可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)一個電路，測量通過燈泡的電流和它兩端的電壓．根據(jù)測量數(shù)據(jù)已繪出燈泡的U-I圖線，如圖所示．
精英家教網(wǎng)
A．電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）
B．電流表A1（量程150mA，內(nèi)阻約2Ω） 
C．電流表A2（量程500mA，內(nèi)阻約0.6Ω）
D．滑動變阻器R1（0～20Ω）
E．滑動變阻器R2（0～100Ω）
F．電源E（電動勢4.0V，內(nèi)阻不計(jì)）
G．開關(guān)S和導(dǎo)線若干
H．待測燈泡L（額定功率0.75W，額定電壓未知）
（1）在下面所給定的實(shí)線框中畫出他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的電路原理圖，指出上述器材中，電流表選擇
 
（填“A1”或“A2”）；滑動變阻器選擇
 
（填“R1”或“R2”）．
（2）從圖線上分析該燈泡的額定電壓應(yīng)為
 
V；這一結(jié)果大于開始時的計(jì)算結(jié)果，原因是
 
．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中
①下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個操作步驟：
A．按照圖1所示的裝置安裝器件；
B．將打點(diǎn)計(jì)時器接到電源的“直流”上；
C．先釋放紙帶，再接通電源打出一條紙帶；
D．測量紙帶上某些點(diǎn)間的距離；
E．根據(jù)測量的結(jié)果，分別計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢能和增加的動能．
其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是：
 
（填選項(xiàng)對應(yīng)的字母）．
②正確操作后打出的紙帶如圖2所示，根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上連續(xù)的五個點(diǎn)A、B、C、D、E，測出AC的距離為s1，CE的距離為s2，打點(diǎn)的頻率為f，則打C點(diǎn)時重錘下落的速率vc=
 
．
③實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能大于重錘動能的增量，其主要原因是在重錘下落的過程中存在阻力作用（設(shè)阻力恒定），可以通過該實(shí)驗(yàn)裝置測阻力的大�。粢阎�(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，重錘的質(zhì)量為m．試用這些物理量和上圖紙帶上的數(shù)據(jù)符號表示出重錘在下落過程中受到的阻力大小F=
 
．
精英家教網(wǎng)
（2）某同學(xué)為了測定一只電阻的阻值，采用了如下方法：
①用多用電表粗測：多用電表電阻擋有4個倍率：分別為×1k、×100、×10、×1，該同學(xué)選擇×100倍率，用正確的操作步驟測量時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太大（指針位置如圖3中虛線所示）．
為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，請你補(bǔ)充完整下列依次應(yīng)該進(jìn)行的主要操作步驟：
a．
 
．
b．兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在0Ω處．
c．重新測量并讀數(shù)，若這時刻度盤上的指針位置如圖中實(shí)線所示，測量結(jié)果是
 
．
②該同學(xué)用伏安法繼續(xù)測定這只電阻的阻值，除被測電阻外，還有如下實(shí)驗(yàn)儀器
A．直流電源（電壓3V，內(nèi)阻不計(jì)）
B．電壓表V1（量程0-5V，內(nèi)阻約為5kΩ）
C．電壓表V2（量程0-15V，內(nèi)阻約這25kΩ）
D．電流表A1（量程0-25mA，內(nèi)阻約為1Ω）
E．電流表A2（量程0-250mA，內(nèi)阻約為0.1Ω）
F．滑動變阻器一只，阻值0-20Ω
G．電鍵一只，導(dǎo)線若干在上述儀器中，電壓表應(yīng)選擇
 
（填“V1”或“V2”），電流表應(yīng)選擇
 
（填“A1”或“A2”）．請?jiān)趫D4所示的方框內(nèi)畫出電路原理圖．
③根據(jù)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)原理圖，將圖5中實(shí)物連接成測量電路．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)計(jì)時器所用電源的頻率為50 Hz，查得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.80 m/s2，測得所用的重物的質(zhì)量為1.00 kg.實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶(如圖實(shí)－4－9所示)，把第一個點(diǎn)記作O，另選連續(xù)的四個點(diǎn)A、B、C、D作為測量的點(diǎn)．經(jīng)測量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.99 cm,70.18 cm,77.76 cm,85.73 cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)，重力勢能的減少量等于________J，動能的增加量等于________J(取三位有效數(shù)字)．

 

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如實(shí)圖6-2所示，兩個質(zhì)量分別為m1和m2的物塊A和B，分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端(m1>m2)，1、2是兩個光電門．用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

 (1)實(shí)驗(yàn)中除了記錄物塊B通過兩光電門時的速度v1、v2外，還需要測量的物理量是________．

(2)用已知量和測量量寫出驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式_____________．

實(shí)圖6-2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年山東省高一下學(xué)期第一次月考物理試題（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)計(jì)時器所用電源的頻率為50 Hz，查得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.80 m/s2，測得所用的重物的質(zhì)量為1.00 kg.實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶(如圖實(shí)－4－9所示)，把第一個點(diǎn)記作O，另選連續(xù)的四個點(diǎn)A、B、C、D作為測量的點(diǎn)．經(jīng)測量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.99 cm,70.18 cm,77.76 cm,85.73 cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)，重力勢能的減少量等于________ J，動能的增加量等于________J(取三位有效數(shù)字)．

 

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案