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    在“验证机械能守恒定律”实验中，

    I．第一组同学用打点计时器按照图1所示装置进行实验，则
    （1）对于自由下落的重物，下述选择的条件哪种更为有利？
    C
    C

    A．只要足够重就可以．
    B．只要体积足够小就可以．
    C．既要足够重，又要体积非常小．
    D．因为不需要知道动能和势能的具体数值，不需要测量重物的质量，所以对重物可任意选择．
    （2）已知打点计时器所用电源的频率为50Hz．查得当地的重力加速度g=9.80m/s2，测得所用的重物的质量为1.00kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图2所示，把第一个点记作O，在纸带上另取连续4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm．根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能减少量等于
    7.62
    7.62
    J，动能的增加量等于
    7.56
    7.56
    J．（取3位有效数字）
    II．第二组同学利用图3所示的实验装置，验证钩码和滑块所组成的系统从由静止释放到通过光电门这一过程机械能守恒．实验开始时，气轨已经调成水平状态．
    （1）已知遮光条的宽度为d，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为t，则滑块经过光电门时的速度为
    d
    t
    d
    t
    ．
    （2）在本次实验中还需要测量的物理量有（文字说明并用相应的字母表示）：钩码的质量m、
    滑块的质量M
    滑块的质量M
    和
    释放时挡光片到光电门的距离L
    释放时挡光片到光电门的距离L
    ．
    （3）本实验通过比较
    1
    2
    (M+m)
    d2
    t2
    1
    2
    (M+m)
    d2
    t2
    和
    mgL
    mgL
    （用测量的物理量符号表示）在实验误差允许的范围内是否相等，从而验证系统的机械能是否守恒．
    分析：I、（1）为了减小空气阻力的影响，在选择重物时，要选择密度大的实心金属球，即选择质量大体积小的重物．
    （2）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．
    II、（1）由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度．
    （2）该实验中需要计算重量势能的减小量和动能的增加量，由此可知需要测量的物理量．
    （3）设遮光条前进了s，钩码的重力势能减少了：mgs，系统动能增加了：
    1
    2
    (M+m)
    d2
    t2
    ，所以我们可以通过比较mgs和
    1
    2
    (M+m)
    d2
    t2
    ，的大小来验证机械能守恒定律．
    解答：解：Ⅰ．（1）为了减小空气阻力的影响，在选择重物时，要选择密度大的实心金属球，即选择质量大体积小的重物，故ABD错误，C正确．
    故选C．    
    （2）重力势能减小量：△Ep=mgh=1.0×9.8×0.7776J=7.62J．
    在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：
    vC=
    xBD
    2T
    ≈3.89m/s
    △Ek=
    1
    2
    m
    v
    2
    C
    ≈7.56J
    故答案为：7.62，7.56．
    Ⅱ．（1）由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度，因此有：
    v=
    d
    t

    故答案为：
    d
    t
    ．
    （2）该实验中需要计算重量势能的减小量和动能的增加量，由此可知需要测量的物理量．
    故答案为：滑块的质量M  释放时挡光片到光电门的距离L．
    （3）设遮光条前进了s，钩码的重力势能减少了：mgs，系统动能增加了：
    1
    2
    (M+m)
    d2
    t2
    ，所以我们可以通过比较mgs和
    1
    2
    (M+m)
    d2
    t2
    ，的大小来验证机械能守恒定律．
    故答案为：
    1
    2
    (M+m)
    d2
    t2
    ，mgL．
    点评：I、纸带问题的处理时力学实验中常见的问题，对于这类问题要熟练应用运动学规律和推论进行求解，计算过程中要注意单位的换算和有效数字的保留．
    II、处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项．
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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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