在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,已知打點計時器打點的頻率為50Hz,待打點計時器穩(wěn)定打點后,釋放重物,使它帶動紙帶下落,打點計時器在紙帶上打出一系列點跡,如圖所示,其中O點為第一個點,A.B.C.D為4個連續(xù)的點,量出它們到O點的距離分別是62.99cm,70.18cm,77.76cm,85.73cm.已知重物質(zhì)量m=1.00kg,重力加速度g=9.80m/s2.(下面都要求三位有效數(shù)字)從O點運動到C點的過程中,重力勢能的減少量是
7.62
7.62
J,動能的增加量是
7.57
7.57
J.可以得出實驗結(jié)論
在誤差允許的范圍內(nèi)物體的機械能守恒
在誤差允許的范圍內(nèi)物體的機械能守恒

分析:紙帶實驗中,若紙帶勻變速直線運動,測得紙帶上的點間距,利用勻變速直線運動的推論,可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度,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.
由于紙帶通過時受到較大的阻力和重錘受到的空氣阻力,重力勢能有相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能,所以重力勢能的減小量明顯大于動能的增加量.
解答:解:重物由O點運動到C點時,重物的重力勢能的減少量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.7776 J=7.62J.
利用勻變速直線運動的推論
vC=
xBD
tBD
=
0.8573-0.7018
2×0.02
m/s
=3.89m/s
EkC=
1
2
mvC2=7.57 J
由上可知,在誤差允許的范圍內(nèi)物體的機械能守恒.
故答案為:7.62;7.57;在誤差允許的范圍內(nèi)物體的機械能守恒.
點評:運用運動學(xué)公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規(guī)問題.
要注意單位的換算.
要知道重物帶動紙帶下落過程中能量轉(zhuǎn)化的過程和能量守恒.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(1)現(xiàn)行高中物理教材的學(xué)生實驗中,提供了重錘線的是
AC
AC

A、研究平拋物體的運動    B、驗證機械能守恒定律
C、驗證動量守恒定        D、用單擺測定重力加速度
(2)在利用自由落體運動驗證機械能守恒定律的實驗中:若打點計時器所接交流電的頻率為50赫茲,甲、乙兩條實驗紙帶,如圖1所示,應(yīng)選
紙帶好.若已測得點2到4間距離為s1,點0到3間距離為s2,打點周期為T,驗證重物開始下落到打點計時器打下點3這段時間內(nèi)機械能守恒,s1、s2和T應(yīng)滿足的關(guān)系為T=
S1
2
2gS2
S1
2
2gS2


(3)影響物質(zhì)材料電阻率的因素很多.一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高增大,而半導(dǎo)體材料的電阻率則隨溫度的升高而減。承Q芯啃詫W(xué)習(xí)小組為了研究某種導(dǎo)電材料的導(dǎo)電特性,他們用該種材料制作成電阻值較小的線狀元件z做實驗,所用電壓表的量程為3V,電流表的量程為3A,測得元件Z中的電流與相應(yīng)電壓的9組數(shù)據(jù)標(biāo)在I-U圖上.
①他們進行實驗應(yīng)選用的實物電路圖是圖2中的
C
C


②在交流評價過程中某同學(xué)提出,有2組實驗數(shù)據(jù)存在明顯的錯誤,你認(rèn)為是
C、D
C、D
(只需填上與該數(shù)據(jù)對應(yīng)的點O、A、B…)
③請在圖3上畫出元件Z的伏安特性曲線,判斷元件Z是
半導(dǎo)體
半導(dǎo)體
材料(“金屬”或“半導(dǎo)體”).

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2010?成都二模)(1)在驗證“機械能守恒定率”的試驗中:
①下面敘述正確的是
AB
AB
(填序號字母)
A.選用的重物的體積應(yīng)當(dāng)小一些
B.操作時應(yīng)先通電再釋放紙帶
C.應(yīng)該選用點跡清晰,且第一、二兩點間的距離接近2mm的紙帶進行分析
D.電磁打點計時器都應(yīng)接在電壓為20V的交流電源上
②實驗室有下列器材可供選用:鐵架臺,電磁打點計時器(包括復(fù)寫紙),紙帶,停表,低壓交流電源(帶開關(guān)),導(dǎo)線,天平,刻度尺.
其中不必要的器材有
停表,天平
停表,天平
;缺少的器材是
重物
重物

(2)某同學(xué)想測某個電阻的電阻值Rx(約為130Ω),為此他找來下列器材:
A.電流E:電動勢約為1.5V,內(nèi)阻可忽略不計
B.電流表A1:量程為0~10mA,內(nèi)電阻r1=10Ω
C.電流表A2:量程為0~20mA電阻r2約為5Ω
D.定值電阻R0:阻值R0=90Ω
E.滑動變阻器R1:最大阻值為20Ω
F.滑動變阻器R2:最大阻值為1000Ω
G.單刀單擲開關(guān)S,導(dǎo)線若干
①該同學(xué)的設(shè)計思路是:先將其中一只電流表改裝成電壓表,然后利用伏安法測出Rx.為了盡量準(zhǔn)確的測出Rx的阻值,請你根據(jù)找到的器材和該同學(xué)的設(shè)計思路,在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖,并標(biāo)出器材符號.
②你所選用的滑動變阻器是
R1
R1
(填器材序號字母或器材符號).
③若某次測量中電流表A1的示數(shù)為I1,電流表A2的示數(shù)為I2,則Rx的表達(dá)式為:Rx=
I1(R0+r1)
I2-I1
I1(R0+r1)
I2-I1

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科目:高中物理 來源: 題型:

某實驗小組想利用圖(甲)所示的單擺裝置來驗正機械能守恒定,但需要先測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋麄儚膶嶒炇艺襾砹巳鐖D(乙)所示的實驗器材.
(1)在測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葧r,除器材a、c外,還應(yīng)選擇的器材有
 
(填器材下的字母).若測量過程中懸點松動,則測出的重力加速度
 
真實重力加速度(填“大于、等于或小于”).
(2)用游標(biāo)卡尺測量擺球的直徑時讀數(shù)如圖所示,則小球的直徑為
 
 cm.
(3)重力加速度測出后,繼續(xù)驗證擺球的機械能是否守恒,需要的器材有
 
(填器材下的字母).取最低點D處為零勢面,橫坐標(biāo)h為小球離最低點的高度,縱坐標(biāo)E為小球的動能或勢能(m為小球的質(zhì)量).推據(jù)記錄的實驗數(shù)據(jù),處理后得到圖(丙)所示的實驗圖象,經(jīng)分析后可以得出的結(jié)論是:
 
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科目:高中物理 來源:2012年浙江省溫州市高考物理適應(yīng)性訓(xùn)練(二)(解析版) 題型:解答題

某實驗小組想利用圖(甲)所示的單擺裝置來驗正機械能守恒定,但需要先測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋麄儚膶嶒炇艺襾砹巳鐖D(乙)所示的實驗器材.
(1)在測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葧r,除器材a、c外,還應(yīng)選擇的器材有______(填器材下的字母).若測量過程中懸點松動,則測出的重力加速度______真實重力加速度(填“大于、等于或小于”).
(2)用游標(biāo)卡尺測量擺球的直徑時讀數(shù)如圖所示,則小球的直徑為______ cm.
(3)重力加速度測出后,繼續(xù)驗證擺球的機械能是否守恒,需要的器材有______(填器材下的字母).取最低點D處為零勢面,橫坐標(biāo)h為小球離最低點的高度,縱坐標(biāo)E為小球的動能或勢能(m為小球的質(zhì)量).推據(jù)記錄的實驗數(shù)據(jù),處理后得到圖(丙)所示的實驗圖象,經(jīng)分析后可以得出的結(jié)論是:______.

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