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某同学用如图甲实验装置验证

 发布时间：2022-10-05 14:45:15

㈠ 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律：①．在操作步骤中释放纸带和接通电源的先后顺序应该是____

①采取先接通电源后释放纸带．因为保证从速度为零开始计时，便于之后选取计数点；其次就版是测量时间权很短无法保证人能在合适时间开启电源，同时为了提高纸带的利用率，使纸带上尽量多的打点，
故答案为：先接通电源再释放纸带．
②物体做加速运动，速度越来越快，打点间隔越来越大，因此运动方向是F→A．
故答案为：F→A．
③根据重力做功特点可知：W=mg（s4-s1）
根据匀变速直线运动的特点有：
B点速度为：vB＝

s2
2T

vE＝
s5?s3
2T

所以动能增量为：△EK＝
1
2
m[(
s5?s3
2T
)2?(
s2
2T
)2]或△EK＝
m
8T2
[(s5?s3)2?s22]．
根据功能关系可知，若重力做功和动能增量基本相等，则说明机械能是守恒的．
故答案为：W=mg（s4-s1），△EK＝
1
2
m[(
s5?s3
2T
)2?(
s2
2T
)2]或△EK＝
m
8T2
[(s5?s3)2?s22]，W≈△EK．

㈡ 某同学安装如图甲的实验装置，验证机械能守恒定律．（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的

（1）B：将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B错误．
C：因为我们是比较mgh、

1
2
mv2的大内小关系容，故m可约去比较，不需要用天平，故C错误．
D：开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故D错误．
故选：BCD．
（2）B点速度等于AC段的平均速度，故：VB=
XAC
0.04s
=0.19m/s；
根据原理知，还用计算
1
2
（vD2-vB2）与ghBD，看两者大小是否相等；
（3）由于存在摩擦阻力因此重力势能的减小量略大于动能增加量．
故答案为：（1）BCD；（2）0.19，
1
2
（vD2-vB2）与ghBD，（3）大于，存在摩擦阻力做功．

㈢ 某同学用如图甲所示的装置验证“力的平行四边形定则”。用一木板竖直放在铁架台和弹簧所在平面后。其部分

②方向 11.40如图所示。

㈣ 某同学安装如图甲的实验装置，验证机械能守恒定律．如图乙是该实验得到的一条点迹清晰的纸带，现要取A、B

（1）从纸带上可以发现从左到右，相邻的计数点的距离越来越大，也就是说明速度内越来越大．容
与重物相连接的纸带先打出点，速度较小，所以实验时纸带的左端通过夹子和重物相连接．
（2）利用匀变速直线运动的推论得：
vB=

X2
2T
=
0.0480
0.04
=1.20m/s
（3）要验证机械能守恒定律，则要求出重力势能的变化量，所以还要测出AB之间的距离；
（4）根据机械能守恒，重物离地越高，重力势能越大，则动能越小，故动能随离地高度变化的曲线为图线B；
故答案为：（1）左；（2）1.20；
（3）AB之间的距离或hAB：（4）图线B．

㈤ 某同学安装如图甲的实验装置，验证机械能守恒定律．（1）此实验中，应当是让重物做______运动，______（

（1）由实验原理知，应让重物在松开手后做自由落体运动；
根据机械能守内恒，mg△h=

1
2
m（v22-v12），整理后，得容g△h=
1
2
（v22-v12），所以，不需要测量质量．
（2）B点速度等于AC段的平均速度，故：VB=
AC
0.04s
=0.19m/s；
根据原理知，还用计算
1
2
(vD2?vB2)与ghBD，看两者大小是否相等；
（3）重物距离桌面太近，会落到桌面上；
B、D间时间间隔太短，计算误差较大．
故答案为：（1）自由落体；不需要； （2）0.19；
1
2
(vD2?vB2)；ghBD； （3）重物会落在桌面上（或“纸带打点过短”等与此类似的答案）；B、D两点间时间间隔过短．

㈥ 某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，重物质量m=1kg，


（1）打点计时复器周期为0.02s，B点的速度为制： v B =
h AC
2T
=
0.8659-0.7099
2×0.02
m/s=3.90m/s ；
（2）重物由O点运动到B点的过程中，重力势能的减少量为：△E P =mgh=1×9.8×0.7875=7.70J；
增加的动能为： △ E k =
1
2
m v B =
1
2
×1×3.9 0 2 =7.61J ；
由于有阻力做功，故减少的重力势能大于增加的动能．
故答案为：
（1）3.90；
（2）7.70J，7.61J；阻力做负功．

㈦ 某同学利用如图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律的正确性，具体方法如下：将一木块放在水平长木板上，左

（1）木块受到滑动摩擦力大小为f=μmg；
根据牛顿第二定律，则有a=

f
m
＝
μ版mg
m
＝μg=2.9m/s2．
（2）根据纸带数据，由公式权a＝
△x
T2
，取前四段作为时间T，则相等时间T内，位移之差为△X．
则有a＝
(7.72+7.21+6.71+6.25)?(5.76+5.29+4.81+4.31)
(8×0.02)2
m/s2=3.0m/s2
（3）通过比较分析，重物落地后，木块在运动过程中，除受到水平面的摩擦阻力作用外，还受到空气的阻碍，因此产生误差的原因是空气阻力影响，
故答案为：
（1）2.9m/s2（2）3.0m/s2（3）空气阻力影响．

㈧ 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，他将两物块A和B用轻质细绳连接跨过轻质定滑轮，B下端连接

从O到B的过程中，物块A、B组成的系统重力势能减少量为：
△Ep=（mA-mB）ghOB=（150-50）×10-3×9.8×（38.89+3.91）×10-2J=0.42J；
B点的速度为：vB=

xAB+xBC
2T
＝内
0.0391+0.0409
0.04
m/s=2m/s
系统动能增加量为：△容Ek=
1
2
(mA+mB)vB2＝
1
2
×（150+50）×10-3×22J=0.40J
因为△Ep≈△Ek
所以由此可得出的结论是：在实验误差允许范围内，系统机械能守恒．
故答案为：0.42；0.40；在误差允许范围内，系统机械能守恒．

㈨ 某同学用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验．图乙为实验中得到的一条纸带，在纸带上用0、1、

（1））①实验时，松开纸带与闭合电源开关的合理顺序是先闭合电源后开关松开纸带．
②根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度可知，知道3、5两点之间的距离可以计算出4点的速度，从而求出4点动能，
知道1、4两点之间的距离可以计算出重力势能的变化量．
③由于重物下落的过程中不可避免的要克服阻力做功，因此机械能越来越小．即原因是实验中存在阻力
④若采用的重力加速度比本地的重力加速度偏大，相当于物体下落时，受到竖直向下的拉力，根据功能关系可知，除了重力之外的外力做了正功，机械能增大．
即打后一个点时机械能都比打前一个点时机械能大．
故答案为：①先闭合电源后开关松开纸带；
②1、4两点之间的距离和3、5两点之间的距离；
③实验中存在阻力；
④大．

㈩ 某同学用如图甲所示的实验装置做《验证机械能守恒定律》的实验．实验时让质量为m的重锤从高处由静止开始

利用匀变速直线运动的推论 v
t
2
=
.
v

v C =
x AE
t AE
=
24cm
4×0.02s
=3m/s
E kC =
1
2
mv C 2 =0.90J
重力势能减小量△版E p =mgh=0.2×9.8×0.5J=0.98J．
故答案为：权0.90，0.98．

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