如圖為某同學(xué)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.現(xiàn)有的器材為:帶鐵夾的鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平.回答下列問(wèn)題
(1)為完成此實(shí)驗(yàn),除了所給的器材,還需要的器材有
AD
AD

(填入正確選項(xiàng)前的字母)
A.米尺
B.秒表
C.0~12V的直流電源
D.0~12V的交流電源
(2)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖所示,其中A、B、C和D、E、F分別是在紙帶上不同位置連續(xù)選取的3個(gè)打印點(diǎn)(其他點(diǎn)未標(biāo)出).用刻度尺量出AC、BE、DF的距離分別為x1=3.84cm,x2=40.01cm,x3=11.80cm,重錘的質(zhì)量m=0.5kg,電源的頻率f=50Hz,重力加速度g取9.80m/s2.根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知,重錘由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過(guò)程中,重力勢(shì)能減少了
1.96
1.96
J,動(dòng)能增加了
1.95
1.95
J.(保留三位有效數(shù)字)

(3)根據(jù)第(2)問(wèn)的結(jié)果,可以得到的結(jié)論是:
在誤差允許的范圍內(nèi),重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能等于它增加的動(dòng)能,或重錘在下落過(guò)程中的機(jī)械能守恒.
在誤差允許的范圍內(nèi),重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能等于它增加的動(dòng)能,或重錘在下落過(guò)程中的機(jī)械能守恒.

(4)實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因有
紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有摩擦
紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有摩擦
.(至少寫(xiě)出一個(gè)原因)
分析:根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定需要的器材.根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量,通過(guò)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B、E兩點(diǎn)的瞬時(shí)速度,從而求出動(dòng)能的增加量,通過(guò)得出的數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)的結(jié)論和誤差的來(lái)源.
解答:解:(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需接0~12V的交流電源,測(cè)量瞬時(shí)速度以及下降的距離需要米尺.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以測(cè)量時(shí)間,不需要秒表.故選AD.
(2)重力勢(shì)能的減小量△Ep=mgx2=0.5×9.8×0.4001J=1.96J.
B點(diǎn)的瞬時(shí)速度vB=
x1
2T
=
0.0384
0.04
m/s=0.96m/s
,vE=
x3
2T
=
0.1180
0.04
m/s=2.95m/s
,則動(dòng)能的增加量EK=
1
2
m(vE2-vB2)
=
1
2
×0.5×(2.952-0.962)≈1.95J

(3)結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi),重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能等于它增加的動(dòng)能.
(4)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因是紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有摩擦.
故答案為:(1)AD         (2)1.96,1.95     
(3)在誤差允許的范圍內(nèi),重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能等于它增加的動(dòng)能,或重錘在下落過(guò)程中的機(jī)械能守恒.               
(4)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有摩擦,重錘下落過(guò)程中受到空氣阻力等.
點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵掌握實(shí)驗(yàn)的原理,知道誤差形成的原因.
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:

精英家教網(wǎng)某同學(xué)想利用古代拋石機(jī)的模型驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)
械能守恒定律,如圖1所示,一輕桿可繞固定于水平地面的豎直支架上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸O轉(zhuǎn)動(dòng),輕桿左端固定一小球A,輕桿右端的勺形槽內(nèi)放置另一小球B.當(dāng)將輕桿由靜止釋放后,A球向下運(yùn)動(dòng)可帶動(dòng)輕桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),直到輕桿到達(dá)豎直位置時(shí),B球被水平拋出.實(shí)驗(yàn)前已測(cè)得小球A、B的質(zhì)量分別為mA、mB,A、B的球心離O的距離分別為L(zhǎng)A、LB,轉(zhuǎn)軸O離地面的高度為h0,已知重力加速度為g.
(1)該同學(xué)在某次實(shí)驗(yàn)時(shí),將輕桿從水平位置無(wú)初速釋放,則從釋放到B球剛被拋出的過(guò)程中,系統(tǒng)勢(shì)能的減少量為
 
;B球落地后,測(cè)得B球落地點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離為s,則由此可知,從釋放到B球剛被拋出的過(guò)程中,系統(tǒng)動(dòng)能的增加量為
 

(2)(多選題)為減小實(shí)驗(yàn)誤差,可采取的措施有
 

(A)盡量減小B球的質(zhì)量           (B)選用硬度較高的輕桿
(C)盡量減小轉(zhuǎn)軸O處的摩擦         (D)在同一高度多次釋放A球的前提下,取B球的平均落點(diǎn),然后測(cè)量s
(3)為進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)精度,也可多次改變A球釋放的初始位置,如圖2所示.測(cè)出A球離地高度h及對(duì)應(yīng)的B球落地點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離s,然后根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作
 
圖象,若得到一條過(guò)原點(diǎn)的直線,也可證明系統(tǒng)機(jī)械能守恒.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

某同學(xué)想利用古代拋石機(jī)的模型驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)
械能守恒定律,如圖1所示,一輕桿可繞固定于水平地面的豎直支架上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸O轉(zhuǎn)動(dòng),輕桿左端固定一小球A,輕桿右端的勺形槽內(nèi)放置另一小球B.當(dāng)將輕桿由靜止釋放后,A球向下運(yùn)動(dòng)可帶動(dòng)輕桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),直到輕桿到達(dá)豎直位置時(shí),B球被水平拋出.實(shí)驗(yàn)前已測(cè)得小球A、B的質(zhì)量分別為mA、mB,A、B的球心離O的距離分別為L(zhǎng)A、LB,轉(zhuǎn)軸O離地面的高度為h0,已知重力加速度為g.
(1)該同學(xué)在某次實(shí)驗(yàn)時(shí),將輕桿從水平位置無(wú)初速釋放,則從釋放到B球剛被拋出的過(guò)程中,系統(tǒng)勢(shì)能的減少量為_(kāi)_____;B球落地后,測(cè)得B球落地點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離為s,則由此可知,從釋放到B球剛被拋出的過(guò)程中,系統(tǒng)動(dòng)能的增加量為_(kāi)_____.
(2)(多選題)為減小實(shí)驗(yàn)誤差,可采取的措施有______
(A)盡量減小B球的質(zhì)量           (B)選用硬度較高的輕桿
(C)盡量減小轉(zhuǎn)軸O處的摩擦         (D)在同一高度多次釋放A球的前提下,取B球的平均落點(diǎn),然后測(cè)量s
(3)為進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)精度,也可多次改變A球釋放的初始位置,如圖2所示.測(cè)出A球離地高度h及對(duì)應(yīng)的B球落地點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離s,然后根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作______圖象,若得到一條過(guò)原點(diǎn)的直線,也可證明系統(tǒng)機(jī)械能守恒.
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