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用圖甲所示的實驗裝置驗證機械能

 發布時間：2021-12-03 23:01:14

『壹』 某同學利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恆定律． （1）請指出該同學在實驗操作中存在的兩處明顯錯

（1）打點計時器不能使用直流電源，應使用交流電源．重物開始釋放時應緊靠打點計時器，否則打不到點或打的點太少．
（2）E點的速度等於DF段的平均速度，所以 v E =
h 5 - h 3
2T
．
故答案為：（1）打點計時器應使用交流電源，重物釋放時應緊靠打點計時器．（2）
h 5 - h 3
2T

『貳』 用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恆定律，重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點

（1）通過打點計時器計算時間，故不需要秒錶，打點計時器應該與交流電源連接，需要刻度尺測量紙帶上兩點間的距離．故A、D正確，B、C錯誤．
（2）其中操作不當的步驟是：
B、將打點計時器接到電源的「交流」上
C、開始記錄時，應先給打點計時器通電打點，然後再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源，由於重物運動較快，不利於數據的採集和處理，會對實驗產生較大的誤差，故選BC．
（3）利用勻變速直線運動的推論得：vc＝

xAE
tAE
＝
(s1+s2)f
4

故答案為：（1）AD
（2）BC
（3）
(s1+s2)f
4

『叄』 一學生利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恆定律．該弧形軌道的末端水平，離地面的高度為H．現將一鋼

（1）物體在光滑軌道上下落時，機械能守恆有：mgh＝

1
2
mv2 ①
平拋後有：x=v0t ②
H＝
1
2
gt2 ③
聯立①②③解得：x2=4Hh．
故答案為：4Hh．
（2）圖象如圖所示

（3）由圖線可知，相同高度，實際值小於理論值．
故答案為：小於．

『肆』 用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恆定律。實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓為6V的交流電和 直流電

(1)步驟B是錯誤的，應該接到電源的交流輸出端；步驟D是錯誤的，應該先接通電源，待打點穩定後再釋放紙帶；步驟C不必要，因為根據測量原理，重錘的動能和勢能中都包含了質量m，可以約去
(2)

『伍』 用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恆定律．實驗所用的電源為學生電源，有交流（頻率為50Hz）和直流兩種

（1）在驗證機械能守恆定律的實驗中，需要驗證動能的增加量和重力勢能減小量是回否相等，質量可以約掉答，因此質量可以不測，所以沒必要用天平測量出重錘的質量．打點計時器應接交流電源，不能接直流電源．故不必要的步驟是A，操作不恰當的步驟是C．
（2）根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：
s4-s1=3a1T2
s5-s2=3a2T2
s6-s3=3a3T2
為了更加准確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值，有：
a＝

a1+a2+a3
3
＝
(s4+s5+s6)?(s1+s2+s3)
9T2
，
代入數據解得：a=9.58m/s2．
（3）不合理．由於阻力的存在，第（2）問中求得的結果不是當地的重力加速度，不能用它來計算重力勢能的改變數
故答案為：（1）A，C；（2）9.58；（3）不合理．由於阻力的存在，第（2）問中求得的結果不是當地的重力加速度，不能用它來計算重力勢能的改變數．

『陸』 某同學用圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恆定律．已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，重物質量m=1kg，


（1）打點計時復器周期為0.02s，B點的速度為制： v B =
h AC
2T
=
0.8659-0.7099
2×0.02
m/s=3.90m/s ；
（2）重物由O點運動到B點的過程中，重力勢能的減少量為：△E P =mgh=1×9.8×0.7875=7.70J；
增加的動能為： △ E k =
1
2
m v B =
1
2
×1×3.9 0 2 =7.61J ；
由於有阻力做功，故減少的重力勢能大於增加的動能．
故答案為：
（1）3.90；
（2）7.70J，7.61J；阻力做負功．

『柒』 用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恆定律．實驗所用的電源為學生電源，有輸出電壓為6V、頻率為50Hz的交

（1）打點計時器使用的是交流電源，故B中將打點計時器接到電源的「直流輸出」上錯誤，應該使用交流電源；
C、實驗時，應先接通打點計時器電源後釋放重物，由於重物運動較快，可能會使打出來的點很少，不利於數據的採集和處理．
（2）重力勢能減小量等於：△Ep=mgh=0.300×9.8×（0.0442+0.0480）J=0.271J．
在勻變速直線運動中，時間中點的瞬時速度等於該過程中的平均速度，因此有：
vB＝

xAC
2T
＝
(4.03+4.42)×10?2
2×0.02s
＝2.1125m/s
vD＝
xCe
2T
＝
(4.80+5.18)×10?2
2×0.02s
＝2.495m/s
EkB=
1
2
mvB2，EkD=
1
2
mvD2
△Ek=EkD-EkB=
1
2
×0.300×(2.495)2J?
1
2
×0.300×(2.1125)2J=0.264J；
（2）在該實驗中，由於摩擦力、空氣阻力等阻力的存在，重錘減小的重力勢能總是稍稍大於重錘動能的增加量；若重錘減小的重力勢能總是大於重錘動能的增加量，而且比較明顯，就要考慮阻力太大的原因．在該實驗過程的步驟A中，沒有檢查打點計時器的兩個限位孔是否在同一條豎直線上，導致摩擦力太大，應該是導致誤差太大的主要原因．
故答案為：（1）B：打點計時器應該使用交流電，C：應該先通電再釋放紙帶；（2）0.271J，0.264；（3）實驗過程中存在摩擦阻力．

『捌』 用如圖5-8甲所示的實驗裝置驗證機械能守恆定律.

答案：AC
解析：A：安裝抄打點計時器襲時,必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上,以減小摩擦阻力，故A正確。
B：應先接通電源後，再松開紙帶讓重物下落，使盡可能多的點打在紙帶上，以便觀察運動軌跡，故B錯誤。
C：開頭打出的幾點模糊不清，可利用後面清晰的點用½mv2²—½mv1²=mgΔh驗證機械能守恆，故C正確。
D：若重物下落初速度不為零（v0≠0），這樣也可以用½mv2²—½mv1²=mgΔh驗證機械能守恆，但測量重物下落高度不能從起始點算起，因為剛下落時h=0時½mv²不等於零，故D錯誤。
綜上分析：本題答案為AC。考察實驗操作與誤差。

『玖』 在用如圖甲所示的實驗裝置驗證「機械能守恆定律」的實驗中：（1）下列操作正確且必要的有______A、用秒錶

（1）A、打點計時器就是測量時間的器材，本實驗不用秒錶測出重物下落的時回間；故A錯誤．答
B、在驗證機械能守恆定律的實驗中，需驗證動能的增加量與重力勢能的減小量是否相等，質量可以約去，所以也不用稱出重物的質量．故B錯誤．
C、裝配好器材，先撥通電源，再松開紙袋，讓重物自由下落．故C正確．
D、在點跡清晰的紙袋上，距離起始點適當的位置，依次取若干個連續的點並標記，作為測量點．故D正確．k2=9.8m/s2．
故答案為：（1）CD；
（2）1.56； （3）9.8±0.2．

『拾』 某同學利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恆定律．該同學經正確操作得到打點紙帶，在紙帶後段每兩個計

利用描點法作出圖象如下所示：
12k=9.75m/s2
故答案為：9.75，圖線為通過坐標原點的一條直線，斜率g′與g基本相等．

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