机械能守恒定律实验装置

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H. （1）图（a）为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图，现有的器材为：铁架台、电磁打点计时器、纸带、

（1）通过打点计时器计算时间，故不需要秒表．
打点计时器应该与交流电源连接．
需要刻度尺测量纸带上两点间的距离．
故选AC．
（2）①从纸带上可以看出0点为打出来的第一个点，速度为0，重物自由下落，初速度为0，所以应该先打出0点，而与重物相连的纸带在下端，应该先打点．所以纸带的左端应与重物相连．
②AB、BC间各有一个点未画出．所以相邻的计数点的时间间隔是t=2T=0.04s
利用匀变速直线运动的推论
v_B=

XAC

tAC

=2.0m/s．
③重力势能减小量△E_p=mgh=2×9.8×0.206 J=4.1 J．
E_kB=

1

2

mv_B²=4.0 J．
④利用匀变速直线运动的推论△x=at²
a=

xBC?xAB

t2

=

s3+s1?2s2

4T2

对重物运用牛顿第二定律得：
mg-f=ma
f=mg-ma=mg-m

s3+s1?2s2

4T2

故答案为：（1）AC（2）①左，②2.0，③4.1，4.0④mg-m

s3+s1?2s2

4T2

I. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图1所示：（1）实验步骤：①将气垫导轨放在水平桌面上

（1）该游标卡尺的精确度为0.05mm，主尺读数为：9mm，副尺读数为：5×0.05mm=0.25mm，故遮光条宽度版L=9.25mm
（2）①由于挡光条宽度很小，因此权将挡光条通过光电门时的平均速度当作瞬时速度．
v₁=

L

△t1

，v₂=

L

△t2

通过光电门1，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能为E _k1=

1

2

（M+m）（

L

△t1

）²；
通过光电门2，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能为E _k2=

1

2

（M+m）（

L

△t2

）²；
②系统势能的减少△E_P=mgh=mgs．
故答案为：（1）9.25
（2）①

1

2

（M+m）（

L

△t1

）²；

1

2

（M+m）（

L

△t2

）² ；
②mgs．

J. 如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁

（1）通过打点计时器计算时间，故不需要秒表．
打点计时器应该与交流电源内连接．
需要米尺测量纸带上两点容间的距离．
故选：AD．
（2）B：将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B操作不当．
C：因为我们是比较mgh、

1

2

mv²的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故C是非必需的步骤．
（3）利用v²-h图线处理数据，物体自由下落过程中机械能守恒，mgh=

1

2

mv²，
即v²=2gh
所以以v²为纵轴，以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线，那么v²-h图线的斜率就等于2g．
（4）重物在开始下落时速度较慢，在纸带上打的点较密，越往后，物体下落得越快，纸带上的点越稀．
所以纸带上靠近重物的一端的点较密，因此纸带的左端与重物相连．
B点的瞬时速度等于AC段的平均速度，则
物体的速度v_B=

xAC

tAC

=

(7.06?3.14)×0.01

2×0.02

=0.98m/s
故答案为：（1）AD
（2）B，C
（3）过原点的倾斜直线，2g
（4）左，0.98