在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，所用電源的頻率為50 Hz，某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測量時各計數(shù)點對應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖5-9-7所示.(圖中O點是打點計時器打出的第一個點，A、B、C、D、E分別是每打兩個點取出的計數(shù)點)

圖5-9-7

根據(jù)紙帶要求計算：

(1)重錘下落的加速度.

(2)若重錘的質(zhì)量為m，則重錘從開始下落到打B點時，減少的重力勢能是多少?

(3)重錘下落到打B點時增加的動能有多大?

(4)從(2)(3)的數(shù)據(jù)可得出什么結(jié)論?產(chǎn)生誤差的主要原因是什么?

解析：(1)根據(jù)逐差法求加速度

sAB=OB-OA=195.0 mm-125.0 mm=0.07 m

sBC=OC-OB=280.5 mm-195.0 mm=0.085 5 m

sCD=OD-OC=381.5 mm-280.5 mm=0.101 m

sDE=OE-OD=498.0 mm-381.5 mm=0.116 5 m

a1=  a2=  =9.688 m/s2

    即重錘下落的加速度為9.688 m/s2.

(2)重錘從開始下落到打B點時減少的重力勢能為：ΔEp減=mgh=mg·=1.911m J.

(3)重錘下落到打B點時的速度為：vB==1.944 m/s

    則物體從開始下落到打B點增加的動能為：ΔEk增==1.89m J.

(4)從(2)(3)可以得出在實驗誤差允許范圍內(nèi)，重錘重力勢能的減少等于其動能的增加，即機械能守恒.重錘減少的重力勢能略大于其增加的動能的原因是：重錘在下落時要受到阻力的作用(打點計時器對紙帶的摩擦阻力、空氣阻力等)，重錘克服阻力做功要損失一部分機械能.

答案：(1)9.688 m/s2  (2)1.911m J  (3)1.89m J

(4)在誤差范圍內(nèi)機械能守恒.產(chǎn)生誤差的原因是：重錘在下落過程中要受到阻力的作用.

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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
甲
甲
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：
 
．精英家教網(wǎng)

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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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