用图甲所示装置验证机械能

小题1:0．27 0．26
小题2:0.04

『叁』 用如图甲的装置验证机械能守恒定律．①除了图甲所示的实验器材，以及学生电源、导线和电键之外，还需要什

①根据实抄验原理可知，该实验需要测量物体下落的高度，因此需要的仪器是刻度尺．
②根据打点计时器的工作原理可知，它使用的是交流电源；在具体操作中，为了使打点稳定，同时为了提高纸带的利用率，实验时先接通电源，然后再释放悬挂纸带的夹子．
③匀变速直线运动中，时间中点的速度大小等于该过程中的平均速度大小，因此有：
vD＝

0.167+0.215

0.2

＝1.91m/s
④由于物体下落过程中不可避免的要克服阻力做功，因此重力势能没有全部转为动能，故最终重锤重力势能减少量△E_p大于动能的增加量△E_k．
⑤根据△x=aT²得：
a＝

(s2?s1)f2

4

故答案为：①刻度尺；
②A．交流；B．接通打点计时器电源；
③1.91m/s；
④阻力做功；大于
⑤a＝

(s2?s1)f2

4

『肆』 某同学用图甲所示的装置验证机械能守恒定律．实验操作过程中①用游标卡尺测量小球的直径，由图乙可知小球

①游标卡尺的主尺读数为：12mm，游标尺上第7个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为7×0.05mm=0.35mm，
所以最终读数为：12mm+0.35mm=12.35mm．
④利用平均速度代替瞬时速度算得小球经过光电门时的速度得：
小球经过光电门时的速度为：v=

d

△t

=

0.01235

0.00250

m/s=4.94m/s．
⑤以光电门所在处的水平面为参考面，小球在最高点时的机械能为E₁=0+mgh=12.22m
小球在光电门时的机械能为E₂=0+

1

2

mv²=12.20m
故答案为：①12.35④4.94⑤12.22m，12.20m

『伍』 （1）某实验小组用图甲所示实验装置验证机械能守恒定律．打点计时器的打点频率为 50HZ，选取一条较理想的

（1）①利用匀变速直线运动的推论得：
v_B=

xAC

tAC

=0.98m/s．
②，如果mgh=

1

2

mv²，那么

v2

2

=gh．
如果以

v2

2

为纵轴，以下落高度h为横轴，根据多组数据绘出

v2

2

-h的图象，这个图象的图线应该是图丙中的b．
图象上任意两点的纵坐标之差与横坐标之差的比值等于g=9.8m/s²
（2）①

根据U-I图象得：当电流I=0时，U=3.00V，所以电池的电动势E=3.0V，
通过U-I图象求出该直线的斜率为3.60，也就是r+R₀=3.60Ω，
所以电池内阻r=0.60Ω．
她设计的实验电路中定值电阻R₀的作用是保护电阻；增大电源等效内阻，使调节时两电表示数变化明显．
故答案为：（1）①0.98
②b9.8m/s²
（2）①实物连接如右图所示，
②3.0×10³，电流表
③U-I图线如图所示，3.0，0.60Ω．
保护电阻；增大电源等效内阻，使调节时两电表示数变化明显．

『陆』 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用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，B下端连

（1）计数点5的瞬时速度v5＝

x46

2T

＝

(21.60+26.40)×10?2

0.2

m/s=2.4m/s；则系统动能的增加量△Ek＝

1

2

(mA+mB)v52=

1

2

×0.4×2．42＝1.15J．
系统重力势回能的减小量△E_p=（答m_A-m_B）gx=0.2×9.8×（38.4+21.6）×10^-2J=1.18J．
在误差允许的范围内，m_A、m_B组成的系统机械能守恒；
（2）根据系统机械能守恒定律得，(mA?mB)gh＝

1

2

(mA+mB)v2，
解得

1

2

v2＝

mA?mB

mA+mB

gh
图线的斜率k=

mA?mB

mA+mB

g=

5.82

1.20

代入数据得，g=9.7m/s²．
故答案为：（1）1.15，1.18，在误差允许的范围内，m_A、m_B组成的系统机械能守恒；
（2）9.7．

『柒』 （1）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．
（2）①R₀接在电源附近，是为了防止当外部短路时，电源出现短路现象，故此电阻在此起保护作用，保护电源、电表防止短路；
②将（I、U）坐标描在图象中，用直线将各点相连，如图所示；

①220v；②AB； ③右； mgs ₁

『玖』 用图甲所示装置验证机械能守恒定律时，所用交流电源的频率为50Hz，得到如图乙所示的纸带．选取纸带上打出

（1）抄A、为了减小纸带与限位孔之间的摩擦图甲中两限位孔必须在同一竖直线，A正确．
B、为了保证纸带在竖直方向做自由落体，实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直，B正确．
C、实验时，先接通打点计时器电源再放手松开纸带，故C错误．
D、为了减小测量数据h的相对误差，数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，D错误．
故选：AB．
（2）重物减少的重力势能为：
△E_p=mgh=mg（s₀+s₁）=0.1kg×9.8m/s²×（19.00+8.36）×10^-2m≈0.27J
v_c=

s1+s2

4T

=

0.0836+0.0988

0.08

=2.28m/s
（3）他继续根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，并以

v2

2

为纵轴、以h为横轴画出的图象，
根据

1

2

v2=gh可知，应为过原点的直线，C正确、ABD错误．
故选：C
（4）由于阻力的作用重物减小的重力势能总是略大于增加的动能，这里的阻力主要来源于重物受到的空气阻力和纸带与打点计时器之间的摩擦阻力．
故答案为：（1）AB；（2）2.68（2.67～2.69都算对），2.28；（3）C；（4）重物受到空气阻力或纸带与打点计时器之间的摩擦阻力

『拾』 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：
△E_p=（m_A-m_B）gh_OB=（150-50）×10^-3×9.8×（38.89+3.91）×10^-2J=0.42J；
B点的速度为：v_B=

xAB+xBC

2T

＝内

0.0391+0.0409

0.04

m/s=2m/s
系统动能增加量为：△容E_k=

1

2

(mA+mB)vB2＝

1

2

×（150+50）×10^-3×2²J=0.40J
因为△E_p≈△E_k
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．