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    用落体法验证机械能守恒定律的实验中，①运用公式
    1
    2
    mv2=mgh    对实验条件的要求是
    初速度为零
    初速度为零
    ，为此，所选择的纸带第1、2点间的距离应接近
    2
    2
    mm．②若实验中所用重锤的质量m=1kg，打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重锤的速度vB=
    0.59
    0.59
    m/s，重锤的动能Ek=
    0.174
    0.174
    J，从开始下落起至B点重锤的重力势能的减小量是
    0.176
    0.176
    J，由此可得出的结论是
    在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．
    在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．
    ．（g=10m/s2）

    ③根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落的距离h，则以
    v2
    2
    为纵轴h为横轴画出的图象应是图中的哪个
    C
    C

    分析：本题应从实验原理、纸带的选择、实验步骤、实验数据处理这几点去分析．
    本实验是以自由落体运动为例来验证机械能守恒定律，纸带匀变速直线运动时，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和加速度，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．根据
    v2
    2
    -h的表达式，从数学的角度分析图象．
    解答：解：（1）运用公式
    1
    2
    mv2=mgh时，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始．
    打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02s，重物开始下落后，由h=
    1
    2
    gT2    =×9.8×0.022 m≈2 mm得，在第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm．
    （2）利用匀变速直线运动的推论vB=
    xAC
    2T
    =
    (31.4-7.8)×10-3
    2×0.02
    m/s=0.59m/s，
    重锤的动能EKB=
    1
    2
    m
    v
    2
    B
    =
    1
    2
    ×    1×0.592J=0.174J
    从开始下落至B点，重锤的重力势能减少量△Ep=mgh=1×10×0.176J=0.176J．
    得出的结论是在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．
    （3）物体自由下落过程中，由机械能守恒可以得出：
      mgh=
    1
    2
    mv2，即
    1
    2
    v2=gh
    所以以
    1
    2
    v2为纵轴，以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线，也就是图中的C．
    故选：C．
    故答案为：
    ①初速度为零，2mm．
    ②0.59，0.174，0.176，在实验误差允许范围内机械能是守恒的．
    ③C
    点评：本题关键从实验原理出发，分析纸带的选择，数据处理，并能得出结论．利用图象问题结合数学知识处理物理数据是实验研究常用的方法．我们更多的研究直线图形，找出其直线的斜率和截距．
    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：

    如图所示，是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置g取10m/s2

    （1）选出一条纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通过50HZ的交流电，用分度值为1mm的刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.90cm，OC=27.06cm，在计数点A和B、B和C之间还有一个点，重锤的质量为1.00Kg，甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打出B点时重锤的重力势能比开始时下落时减少了
    1.89
    1.89
    J；打点计时器打到B点时重锤的速度vB=
    1.83
    1.83
    m/s，此时重锤的动能比开始下落时增加了多少
    1.67
    1.67
    J（结果均保留三位有效数字）
    （2）某同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计数器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以
    12
    v2    为纵轴画出了如图所示的图线，图线的斜率近似等于
    B
    B
    ．
    A、19.6   B、9.80   C、4.90
    图线为过原点的原因是
    该同学做实验时，先释放了纸带，然后才合上打点计时器的开关
    该同学做实验时，先释放了纸带，然后才合上打点计时器的开关
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图甲所示是用落体法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、带铁夹的重物、天平．回答下列问题：
    （1）为完成此实验，除以上的器材，还需要的器材有
    AD
    AD

    A．毫米刻度尺
    B．秒表
    C．0～12V的直流电源
    D．0～12V的交流电源
    （2）在实验中打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g=9.8m/s2，实验选用的重物质量m=1kg，纸带上打点计时器打下的连续计时点A、B、C到打下第一点O的距离如图乙所示，则从打下O点至B点的过程中，重物重力势能的减少量△Ep=
    2.55
    2.55
    J，动能的增加量△Ek=
    2.50
    2.50
    J．（计算结果均保留3位有效数字）
    （3）通过计算发现，△Ep
    大于
    大于
    △Ek（选填“小于”、“大于”或“等于”），这是因为
    重物下落过程中受到摩擦阻力作用
    重物下落过程中受到摩擦阻力作用
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （1）如图所示，是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置，请回答下列问题：
    ①从下列器材中选出实验所必须的，其编号为
    ABD
    ABD
    ．
    A．打点计时器（含纸带）；  B．重锤； C．天平； D．毫米刻度尺；  E．秒表．
    ②实验中产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器时的摩擦阻力，使重锤获得的动能往往
    小于
    小于
    它所减小的重力势能（填大于、小于或等于）．
    ③如果以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出v2/2-h图线是一条通过坐标原点的倾斜直线，该线的斜率是
    重力加速度
    重力加速度
    ．
    （2）某同学用如图所示的装置来探究动能定理．

    ①实验时为了保证小车受到的合力与钩码的总重力大小基本相等，钩码的总质量应满足的实验条件是
    钩码的总质量远小于小车的质量
    钩码的总质量远小于小车的质量
    ，实验时首先要做的步骤是
    平衡摩擦力
    平衡摩擦力
    ．
    ②挂上适当的钩码后小车开始做匀加速直线运动，用打点计时器在纸带上记录其运动情况．下图是实验时得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点．本实验能测出的物理量有：小车的质量M，钩码的总质量m，各计数点间的距离△xn．已知相邻计数点间的时间间隔为T，重力加速度为g．则打点计时器打出B点时小车的速度为
    △x1+△x2
    2T
    △x1+△x2
    2T
    ，小车合外力的功与动能变化间的关系式为
    mg(△x3+△x4)=
    1
    2
    M(
    △x4+△x5
    2T
    )    2    -
    1
    2
    M(
    △x2+△x3
    2T
    )    2
    mg(△x3+△x4)=
    1
    2
    M(
    △x4+△x5
    2T
    )    2    -
    1
    2
    M(
    △x2+△x3
    2T
    )    2
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，在做“用落体法验证机械能守恒定律”的实验中，
    （1）下列说法中正确的是
     
    ．
    A．电磁打点计时器应接10V以下直流电源
    B．操作时应先放纸带后接电源
    C．选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体
    D．需使用秒表测出重物下落的时间
    （2）实验中误差产生的原因
     
    ．（写出两个原因）．通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度．从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方v2，然后以
     
    为纵轴，以
     
    为横轴，根据实验数据作出图线．若在实验误差允许的范围内，图线是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    某学习小组在用落体法验证机械能守恒定律的实验时，发现物体动能的增加量总小于物体重力势能的减少量．
    （1）若实验操作、数据处理均正确无误，则产生这种误差的原因主要是
     
    ．
    （2）为了减小这种误差，应当选择
     
    的重锤．
    A．质量较大，体积较小B．质量较大，体积较大
    C．质量较小，体积较小D．质量较小，体积较大
    （3）某位同学做“验证机械能守恒定律”的实验，下列操作步骤中错误的是
     
    ．
    A．把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源
    B．交连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度
    C．先释放纸带，再接通电源
    D．更换纸带，重复实验，概括记录处理数据．

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