如圖所示在利用自由落體“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中．已知計(jì)時(shí)器所用電源的頻率是50Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.8m/s2．如圖所示為實(shí)驗(yàn)得到的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，把第一個點(diǎn)記做O，A、B、C、D是每兩個點(diǎn)取作一個計(jì)數(shù)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12.60cm、19.60cm、28.10cm、38.15cm．．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，重力勢能的減少量等于
 
J，動能的增加量等于
 
J．（已知所用重物的質(zhì)量為1.00kg，取3位有效數(shù)字．）根據(jù)計(jì)算的數(shù)據(jù)可得出什么結(jié)論
 
．
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分析：紙帶實(shí)驗(yàn)中，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動的瞬時(shí)速度，從而求出動能；根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．
解答：解：重力勢能減小量△Ep=mgh=1×9.8×0.1960J=1.92J．
利用勻變速直線運(yùn)動的推論：
vB=
xAC
tAC
=
xOC-xOA
0.08
=
0.2810-0.1260
0.08
m/s=1.94m/s

動能增加量△Ek=
1
2
mvB2=
1
2
×1×1.942J=1.88J．
產(chǎn)生誤差的主要原因是由于空氣阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對紙帶的摩擦力使物體的機(jī)械能減少，所以在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍下重力勢能的減少量等于物體動能的增加量，即機(jī)械能守恒．
故答案為：1.92J；1.88J；實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍下重力勢能的減少量等于物體動能的增加量，即機(jī)械能守恒．
點(diǎn)評：紙帶問題的處理是力學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的問題．在紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動的瞬時(shí)速度，計(jì)算過程中要注意單位的換算．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2007?濰坊模擬）某同學(xué)利用如圖所示的兩種裝置探究平拋運(yùn)動，方案如下：
裝置1：用小錘打擊金屬片，A球水平拋出，同時(shí)B球自由下落．仔細(xì)觀察A、B兩球是否同時(shí)落到水平地面上．若同時(shí)落地，則說明水平分運(yùn)動是勻速運(yùn)動，豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動．
裝置2：豎直管A上端要高于水面，這樣可在較長時(shí)間內(nèi)得到穩(wěn)定的細(xì)水柱．水平管B噴出水流，在緊靠水流、平行于水流的玻璃板上用彩筆描出水流的軌跡，這就是平拋運(yùn)動的軌跡．找出以上敘述中不當(dāng)之處并寫到下面：
（1）
若同時(shí)落地，不能說明水平分運(yùn)動是勻速運(yùn)動，只能說明豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動
若同時(shí)落地，不能說明水平分運(yùn)動是勻速運(yùn)動，只能說明豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動
；
（2）
豎直管A上端要高于水面（應(yīng)低于）
豎直管A上端要高于水面（應(yīng)低于）
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

利用單擺驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動規(guī)律，設(shè)計(jì)方案如圖所示，在懸點(diǎn)O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷；MN為水平木板，已知懸線長為L，懸點(diǎn)到木板的距離OO′=h（h＞L）．
（1）電熱絲P必須放在懸點(diǎn)正下方的理由是：
保證小球沿水平方向拋出
保證小球沿水平方向拋出

（2）將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的C點(diǎn)，O′C=s，則小球做平拋運(yùn)動的初速度為v0=
s
g
2(h-L)
s
g
2(h-L)
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某同學(xué)利用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺上，并用導(dǎo)線將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在交    流電源上．
B．將連有重物的紙帶穿過限位孔，用手提著紙帶，使重物靜止地靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方．
C．松開紙帶，讓重物自由落下，同時(shí)接通電源．
D．更換紙帶，重復(fù)幾次，選點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測量．
E．用天平測量重物的質(zhì)量m．
（1）在上述實(shí)驗(yàn)步驟中錯誤的是
C
C
，多余的是
E
E
．（填序號）
（2）該同學(xué)通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，重物動能的增加量小于重力勢能的減少量，主要原因是
紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)存在阻力
紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)存在阻力
．
（3）該同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)后，提出了以下幾條建議，你認(rèn)為合理的是
AC
AC
．
A．選用重物時(shí)，質(zhì)量大的比質(zhì)量小的好
B．選用重物時(shí)，體積大的比體積小的好
C．安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，兩限位孔必須在同一直線上
D．紙帶上選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)應(yīng)離起始點(diǎn)近一些．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

[1]、（11分）某學(xué)生利用“研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)裝置來測量一個質(zhì)量m=50g的重錘下落時(shí)的加速度值，該學(xué)生將重錘固定在紙帶下端，讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．
（1）以下是該同學(xué)正確的實(shí)驗(yàn)操作和計(jì)算過程，請?zhí)顚懫渲械目瞻撞糠郑?br />①實(shí)驗(yàn)操作：
接通電源
接通電源
，釋放紙帶，讓重錘自由落下，
實(shí)驗(yàn)結(jié)束關(guān)閉電源
實(shí)驗(yàn)結(jié)束關(guān)閉電源
．
②取下紙帶，取其中的一段標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖10（b）所示，測出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別為S1=2.60cm，S2=4.14cm，S3=5.69cm，S4=7.22cm，S5=8.75cm，S6=10.29cm，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)間隔T=0.02s，則重錘運(yùn)動的加速度計(jì)算表達(dá)式為a=
(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)
9T2
(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)
9T2
，代入數(shù)據(jù)，可得加速度a=
9.60
9.60
m/s2（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．
（2）該同學(xué)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，重錘下落時(shí)的加速度比實(shí)際的重力加速度小，為了有效地縮小這個實(shí)驗(yàn)測得的加速度與實(shí)際的重力加速度之差，請你提出一個有效的改進(jìn)方法：
將鉤碼換成較大質(zhì)量的重錘或者實(shí)驗(yàn)過程中讓鉤碼下落時(shí)紙帶盡量減小摩擦
將鉤碼換成較大質(zhì)量的重錘或者實(shí)驗(yàn)過程中讓鉤碼下落時(shí)紙帶盡量減小摩擦
．
[2]、（7分）共點(diǎn)的兩個力的合成實(shí)驗(yàn)中，（1）目的是驗(yàn)證兩個共點(diǎn)力合成時(shí)遵循
平行四邊形
平行四邊形
法則．實(shí)驗(yàn)時(shí)已提供的器材有：方木板、白紙、橡皮條、細(xì)繩套（兩個）、三角板、刻度尺、圖釘（多個）還缺少的必要的器材是：
彈簧秤（兩只）、鉛筆
彈簧秤（兩只）、鉛筆
．（2）在互成角度二力合成的實(shí)驗(yàn)中某學(xué)生有如下操作步驟，試按合理的順序?qū)⒉襟E序號填在下面的線上：
DBCAFE
DBCAFE
．
A．只用一個彈簧秤，通過細(xì)繩套把橡皮條結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)，記下彈簧秤讀數(shù)F和細(xì)繩方向．
B．把橡皮條一端固定在木板上，在橡皮條另一端栓上兩根細(xì)繩套（此端交點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)）．
C．用兩個彈簧秤通過兩個互成角度的細(xì)繩套拉橡皮條，使之伸長到一定長度，在白紙上記下結(jié)點(diǎn)位置O，同時(shí)記下兩個彈簧秤讀數(shù)F1、F2和兩根細(xì)繩方向．
D．把白紙釘在木板上．
E．改變F1、F2的大小和方向，重作兩次實(shí)驗(yàn)．
F．用同一比例圖示F1、F2和F，作圖求出F1和F2合力F'，比較F和F'得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?太原模擬）某實(shí)驗(yàn)小組用圖1所示裝置探究“重錘動能變化與重力對它做功的關(guān)系”，實(shí)驗(yàn)中，讓拖著紙帶的重錘從高處由靜止自由落下，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，通過對打下的點(diǎn)進(jìn)行測量和研究，即可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?BR>
（1）圖2是實(shí)驗(yàn)中打下的一條紙帶，O點(diǎn)是重物開始下落時(shí)打下的起點(diǎn)，該小組在紙帶上選取A、B、C、D、E、F、G七個計(jì)數(shù)點(diǎn)，每兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有一個計(jì)時(shí)點(diǎn)（圖中未畫出），各計(jì)數(shù)點(diǎn)與起點(diǎn)O的距離如圖所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz，分別計(jì)算B、C、D、E、F五個計(jì)數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)的速度平方差△v2=(△v2=v2-
v
2
0
)，請將D點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果填入下表：（保留3位有效數(shù)字）
計(jì)數(shù)點(diǎn) B C D E F
速度平方差△v2/（m?s-1）2 1.38 2.45 5.52 7.50
（2）以△v2為縱軸，以各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h為橫軸，在坐標(biāo)系中作出△v2-h圖象．
（3）若不考慮誤差，認(rèn)為動能的變化量等于重力做的功，利用作出的圖線的斜率，可求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭′=
9.78m/s2（9.67～9.94m/s2）
9.78m/s2（9.67～9.94m/s2）
．（保留3位有效數(shù)字）
（4）重錘下落過程中一定受到阻力的作用，若已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，用這一裝置測量重錘下落過程中受到的阻力F的大小，還需測量的物理量是
重錘的質(zhì)量m
重錘的質(zhì)量m
．（用文字和符號表示）
（5）用測得量和已知量表示F大小的表達(dá)式為：F=
mg-mg′
mg-mg′
．（用符號表示）

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同步練習(xí)冊答案