實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，讓重錘拖動(dòng)紙帶自由下落，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量、分析和計(jì)算處理，即可驗(yàn)證重錘下落過(guò)程機(jī)械能是否守恒．
（1）下面列舉了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：
A．按照?qǐng)D示的裝置安裝實(shí)驗(yàn)器材；
B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到學(xué)生電源輸出電壓為6V的“直流輸出”擋；
C．用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量；
D．先釋放紙帶，然后立刻接通電源，打出一條紙帶；
E．測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離；
F．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能與增加的動(dòng)能的關(guān)系．
其中沒(méi)有必要進(jìn)行的步驟是______，操作不當(dāng)?shù)牟襟E是______．
（2）如圖2所示是某次實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶，選取紙帶上連續(xù)的五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出各點(diǎn)之間的距離分別為：x=62.99cm，x1=7.19cm，x2=7.58cm，x3=7.97cm，x4=8.36cm所用電源的頻率f=50Hz，重鍾的質(zhì)量m=1.00kg，查得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.80m/s2．
①重錘由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，重力勢(shì)能的減少量等于______，動(dòng)能的增加量等于______ （保留三位有效數(shù)字），實(shí)驗(yàn)結(jié)論：______．
②重錘從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程中受到的平均阻力約為_(kāi)_____ N．

【答案】分析：（1）解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，只有這樣才能明確每步操作的具體含義．
（2）根據(jù)重力做功和重力勢(shì)能的關(guān)系可以求出重力勢(shì)能的減小量；勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，由此求出C點(diǎn)的速度，進(jìn)一步可以求出重錘動(dòng)能的增加量；利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推理△x=aT2可以求出重錘下落的加速度大小也可以利用機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式求出加速度的大�。�
解答：解：（1）B：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“交流輸出”上，故B錯(cuò)誤，操作不當(dāng)．
C：因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、mv2的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平，故C沒(méi)有必要．
D、應(yīng)該先接通電源再釋放紙帶，故D錯(cuò)誤，操作不當(dāng)．
故答案為：C，BD．
（2）①重力勢(shì)能的減小量等于重力做功大小，故有：
△EP=mg（x+x1+x2+x3）=8.40 J
由題意可知，各個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T=，
勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，由此可以求出D點(diǎn)的速度大小為：
vD=
所以動(dòng)能的增量為：
△EK=m-0=8.33 J
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，重錘下落過(guò)程機(jī)械能守恒
②重錘下落時(shí)做勻加速運(yùn)動(dòng)，
采用逐差法求解加速度．
x3-x1=2a1T2，
x4-x2=2a2T2，
a==9.75m/s2．
根據(jù)牛頓第二定律得F合=mg-f=ma
f=mg-ma=0.05 N
（1）C BD
（2）①8.40 J 8.33 J 在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，重錘下落過(guò)程機(jī)械能守恒 ②0.05N
點(diǎn)評(píng)：解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模私饩唧w操作，同時(shí)加強(qiáng)應(yīng)用物理規(guī)律處理實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力．
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：

《測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線》實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，L為額定電流0.2A左右的小燈泡，開(kāi)關(guān)閉合前，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使它靠近電路中變阻器
左
左
 端（填“左”或“右”）的接線柱．如圖2是本實(shí)驗(yàn)的實(shí)物圖，請(qǐng)用連線代替導(dǎo)線按左圖電路進(jìn)行連線．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W．當(dāng)用2條、3條…，完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí)，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致．每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出．
（1）實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力是為了在每次實(shí)驗(yàn)中
D
D
．
A．小車所受外力的總功為零
B．小車所受外力的總功相同
C．摩擦力對(duì)小車不做功
D．小車所受外力做的總功等于橡皮筋的拉力所做的功
（2）若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置（視小車為質(zhì)點(diǎn)），下列說(shuō)法正確的是
B
B
．
A．橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài)   B．橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)
C．小車在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處D．小車已過(guò)兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線
（3）實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz．某同學(xué)打出的一段紙帶如圖2所示，則小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小為
2.0
2.0
m/s．（計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
（4）實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)分別用1根、2根、…、5根相同橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度分別為0.52m/s、0.78m/s、0.96m/s、1.08m/s、1.22m/s．請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖3坐標(biāo)紙中畫(huà)出W-v的圖線．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示：
（1）某同學(xué)在探究小車質(zhì)量不變，小車的加速度與小車所受合力間的關(guān)系時(shí)，該同學(xué)平衡小車的摩擦阻力后，為了使小車所受的合力近似等于砝碼的重力，小車的質(zhì)量M和砝碼的質(zhì)量m分別應(yīng)選取下列哪組值最適宜
B
B

A．M=500g，m分別為50g、70g、100g、225g
B．M=500g，m分別為20g、30g、40g、50g
C．M=200g，m分別為50g、75g、100g、225g
D．M=200g，m分別為30g、40g、50g、100g
（2）在某次實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)得到一條打點(diǎn)清晰的紙帶，并且每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（每相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫(huà)出），如圖2所示，已知每相鄰的2個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離為s，且s1=0.95cm，s2=2.88cm，s3=4.80cm，s4=6.71cm，s5=8.64cm，s6=10.57cm，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz．試計(jì)算此紙帶的加速度大小a=
1.92
1.92
m/s2（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
（3）有另外兩位同學(xué)通過(guò)測(cè)量，分別作出a-F圖象，如圖3、4中的A、B 線所示，試分析：
①A 線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是
沒(méi)有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足
沒(méi)有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足
；
②B 線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是：
平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大
平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2012?長(zhǎng)寧區(qū)二模）用DIS測(cè)量不規(guī)則固體的密度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
Ⅰ．將質(zhì)量為9.30×10-3kg的固體放入注射器內(nèi)；
Ⅱ．緩慢推動(dòng)活塞至某一位置，記錄活塞所在位置的容積刻度V及對(duì)應(yīng)的氣體壓強(qiáng)P；
Ⅲ．重復(fù)步驟Ⅱ，記錄幾組P、V值；
Ⅳ．處理記錄的數(shù)據(jù)，算出固體的密度．
（1）縱坐標(biāo)取V，橫坐標(biāo)取
1
P
，請(qǐng)根據(jù)表格數(shù)據(jù)在方格圖中（圖2）畫(huà)出相應(yīng)圖線；
（2）如果圖線與縱坐標(biāo)的截距為b，b表示的物理意義是
固體體積
固體體積
，寫出圖線對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式：
v=0.7
1
P
+0.265
v=0.7
1
P
+0.265
；
（3）該固體的密度為
3.5×103
3.5×103
kg/m3．
測(cè)量次數(shù)
物理量		 1 2 3 4
P/105Pa 0.77 1.00 1.33 1.82
v/10-5m3 1.20 1.00 0.85 0.65

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

某物理興趣小組利用學(xué)校的數(shù)字實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量小車瞬時(shí)速度的實(shí)驗(yàn)．設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．將長(zhǎng)直木板B支成斜面，小車C的前端固定擋光片P，光電門G固定在木板的側(cè)面A處，讓小車在斜面上的同一位置O由靜止釋放，用光電計(jì)時(shí)器（未畫(huà)出）記錄擋光片通過(guò)光電門時(shí)擋光的時(shí)間△t．興趣小組共準(zhǔn)備了寬度△x不同的五塊擋光片，分別做了五次實(shí)驗(yàn)（每次實(shí)驗(yàn)時(shí)擋光片的前沿均與小車的前端對(duì)齊），并計(jì)算出各次擋光片通過(guò)光電門的平均速度
.
v
（
.
v
=
△x
△t
）．記錄的數(shù)據(jù)如下表所示：
實(shí)驗(yàn)順序 △x（cm） △t（ms）
.
v
（m/s）
1 2 50.5 0.396
2 4 95.0 0.421
3 6 137.5 0.436
4 8 174.5 0.459
5 10 212.0 0.472
完成下列作圖和填空：
（1）根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，在如圖2給出的坐標(biāo)紙上畫(huà)出
.
v
-△t圖線；
（2）由所畫(huà)出的
.
v
-△t圖線，得出小車的加速度大小為
 
m/s2；
（3）由所畫(huà)出的
.
v
-△t圖線，得出小車前端過(guò)A處的瞬時(shí)速度大小為
 
m/s．
（以上兩空均保留3位有效數(shù)字）
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