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    在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg．若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图1所示（相邻计数点时间间隔为0.02s）．按要求将下列问题补充完整．
    （1）纸带的
    左
    左
    （左、右）端与重物相连；
    （2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=
    0.98
    0.98
    m/s；
    （3）从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△Ep=
    0.49
    0.49
    J，此过程中物体动能的增加量△Ek=
    0.48
    0.48
    J；（计算结果保留两位有效数字）
    （4）实验的结论是
    在实验误差允许范围内，机械能守恒
    在实验误差允许范围内，机械能守恒
    ．
    （5）下面列举了该实验的几个操作步骤（示意图如图2）：
    A．按照图示的装置安装器件；
    B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；
    C．用天平测量出重锤的质量；
    D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；
    E．测量纸带上打出的某些点之间的距离；
    F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是
    否等于增加的动能．
    指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的横线上，并改正不恰当的步骤：
    没有必要进行的步骤是：
    C
    C

    操作不恰当的步骤是
    B
    B
    ，改正为
    应接在电源的交流输出端
    应接在电源的交流输出端

    操作不恰当的步骤是
    D
    D
    ，改正为
    应先接通电源，待打点稳定后再释放纸带
    应先接通电源，待打点稳定后再释放纸带
    ．
    分析：纸带随重物一起做加速运动，根据纸带上所打点之间的距离可以判断物块与纸带的那端相连，纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．
    解答：解：（1）物体做加速运动，由纸带可知，纸带上所打点之间的距离越来越大，这说明物体与纸带的左端相连．
    （2）利用匀变速直线运动的推论
    vB=
    xAC
    2T
    =
    0.0706-0.0314
    0.04
    =0.98m/s
    （3）重物由B点运动到C点时，重物的重力势能的减少量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.0501 J=0.49J．
    EkB=
    1
    2
    mvB2=0.48J
    （4）在实验误差范围内，重物的重力势能的减少量等于动能的增加量，所以在实验误差范围内，机械能守恒．
    （5）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的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故C没有必要．
    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．
    故答案为：（1）左；（2）0.98；（3）0.49；0.48；（4）在实验误差范围内，机械能守恒；（5）C；B，应接在电源的交流输出端；D，应先接通电源，待打点稳定后再释放纸带．
    点评：运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题；要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒；要明确重锤的质量可以测量，但不必需．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （1）现行高中物理教材的学生实验中，提供了重锤线的是
    AC
    AC

    A、研究平抛物体的运动    B、验证机械能守恒定律
    C、验证动量守恒定        D、用单摆测定重力加速度
    （2）在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中：若打点计时器所接交流电的频率为50赫兹，甲、乙两条实验纸带，如图1所示，应选
    甲
    甲
    纸带好．若已测得点2到4间距离为s1，点0到3间距离为s2，打点周期为T，验证重物开始下落到打点计时器打下点3这段时间内机械能守恒，s1、s2和T应满足的关系为T=
    S1
    2
    		2gS2
    S1
    2
    		2gS2
    ．

    （3）影响物质材料电阻率的因素很多．一般金属材料的电阻率随温度的升高增大，而半导体材料的电阻率则随温度的升高而减小．某校研究性学习小组为了研究某种导电材料的导电特性，他们用该种材料制作成电阻值较小的线状元件z做实验，所用电压表的量程为3V，电流表的量程为3A，测得元件Z中的电流与相应电压的9组数据标在I-U图上．
    ①他们进行实验应选用的实物电路图是图2中的
    C
    C
    ．

    ②在交流评价过程中某同学提出，有2组实验数据存在明显的错误，你认为是
    C、D
    C、D
    （只需填上与该数据对应的点O、A、B…）
    ③请在图3上画出元件Z的伏安特性曲线，判断元件Z是
    半导体
    半导体
    材料（“金属”或“半导体”）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2010?成都二模）（1）在验证“机械能守恒定率”的试验中：
    ①下面叙述正确的是
    AB
    AB
    （填序号字母）
    A．选用的重物的体积应当小一些
    B．操作时应先通电再释放纸带
    C．应该选用点迹清晰，且第一、二两点间的距离接近2mm的纸带进行分析
    D．电磁打点计时器都应接在电压为20V的交流电源上
    ②实验室有下列器材可供选用：铁架台，电磁打点计时器（包括复写纸），纸带，停表，低压交流电源（带开关），导线，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）某同学想测某个电阻的电阻值Rx（约为130Ω），为此他找来下列器材：
    A．电流E：电动势约为1.5V，内阻可忽略不计
    B．电流表A1：量程为0～10mA，内电阻r1=10Ω
    C．电流表A2：量程为0～20mA电阻r2约为5Ω
    D．定值电阻R0：阻值R0=90Ω
    E．滑动变阻器R1：最大阻值为20Ω
    F．滑动变阻器R2：最大阻值为1000Ω
    G．单刀单掷开关S，导线若干
    ①该同学的设计思路是：先将其中一只电流表改装成电压表，然后利用伏安法测出Rx．为了尽量准确的测出Rx的阻值，请你根据找到的器材和该同学的设计思路，在虚线框内画出实验电路图，并标出器材符号．
    ②你所选用的滑动变阻器是
    R1
    R1
    （填器材序号字母或器材符号）．
    ③若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，则Rx的表达式为：Rx=
    I1(R0+r1)
    I2-I1
    I1(R0+r1)
    I2-I1
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    某实验小组想利用图（甲）所示的单摆装置来验正机械能守恒定，但需要先测定当地的重力加速度．他们从实验室找来了如图（乙）所示的实验器材．
    （1）在测量当地的重力加速度时，除器材a、c外，还应选择的器材有
     
    （填器材下的字母）．若测量过程中悬点松动，则测出的重力加速度
     
    真实重力加速度（填“大于、等于或小于”）．
    （2）用游标卡尺测量摆球的直径时读数如图所示，则小球的直径为
     
     cm．
    （3）重力加速度测出后，继续验证摆球的机械能是否守恒，需要的器材有
     
    （填器材下的字母）．取最低点D处为零势面，横坐标h为小球离最低点的高度，纵坐标E为小球的动能或势能（m为小球的质量）．推据记录的实验数据，处理后得到图（丙）所示的实验图象，经分析后可以得出的结论是：
     
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    科目：高中物理 来源：2012年浙江省温州市高考物理适应性训练（二）（解析版） 题型：解答题

    某实验小组想利用图（甲）所示的单摆装置来验正机械能守恒定，但需要先测定当地的重力加速度．他们从实验室找来了如图（乙）所示的实验器材．
    （1）在测量当地的重力加速度时，除器材a、c外，还应选择的器材有______（填器材下的字母）．若测量过程中悬点松动，则测出的重力加速度______真实重力加速度（填“大于、等于或小于”）．
    （2）用游标卡尺测量摆球的直径时读数如图所示，则小球的直径为______ cm．
    （3）重力加速度测出后，继续验证摆球的机械能是否守恒，需要的器材有______（填器材下的字母）．取最低点D处为零势面，横坐标h为小球离最低点的高度，纵坐标E为小球的动能或势能（m为小球的质量）．推据记录的实验数据，处理后得到图（丙）所示的实验图象，经分析后可以得出的结论是：______．

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