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【题目】如图所示,是利用自由落体运动进行验证机械能守恒定律的实验。所用的打点计时器通以50Hz的交流电。

1)甲同学按照正确的实验步骤操作后,选出一条纸带如图2所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,ABC为三个计数点,用刻度尺测得OA=12.41cmOB=18.60cmOC=27.21cm,在计数点ABBC之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg,取g =9.80m/s2 。在OB段运动过程中,重物重力势能的减少量ΔEp=_________J;打B点瞬间重物的速度VB=_________m/s(结果均保留三位有效数字)

2)该实验没有考虑各种阻力的影响,这属于本实验的___________误差(选填偶然系统)。由此看,甲同学数据处理的结果比较合理的应当是ΔEp________ΔEk(选填大于等于小于)。

3)①乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后,利用纸带测量出了各计数点到打点计时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,以为纵轴画出了如图3所示的图线。由于图线没有过原点,他又检查了几遍,发现测量和计算都没有出现问题,其原因可能是____________(在ABC项中选择并填在横线上)。

A、由于空气阻力的影响

B、先释放重物再接通打点计时器电源

C、先接通打点计时器电源后释放重物

②乙同学测出该图线的斜率为k,如果不计一切阻力,则当地的重力加速度g ____k(选填大于等于小于)。

4)丙同学利用该实验装置又做了其它探究实验,分别打出了以下4条纸带①、②、③、④,其中只有一条是做验证机械能守恒定律的实验时打出的。为了找出该纸带,丙同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点,用刻度尺测出相邻两个点间的距离依次为x1x2x3。请你根据下列x1x2x3的测量结果确定该纸带为________。(取g =9.80m/s2,将选中纸带数据前的序号填在横线上)

6.05 cm6.10 cm6.06 cm 4.96 cm5.35 cm5.74 cm

4.12 cm4.51 cm5.30 cm 6.10 cm6.58 cm7.06 cm

【答案】1.82 1.85 系统 大于 B 等于

【解析】

本题考查验证机械能守恒定律的实验。

1[1] OB段运动过程中,重物重力势能的减少量

[2]B点时的速度

2[3] 该实验没有考虑各种阻力的影响,这属于本实验的系统误差。

[4]由于有阻力的存在,故数据处理结果比较合理的是

3[5]从图象中可以看出,当物体下落的高度为0时,物体的速度不为0,说明了操作中先释放重物,再接通(打点计时器)电源。故B正确AC错误。

[6]根据机械能守恒得:

则:

图像的斜率:

4[7] 纸带中打出的点符合相邻相等的条件,则可以知道相邻两位移间应保证位移之差等于

①中的位移之差分别为0.05cm;②中的位移之差分别为0.39cm;③中的位移之差分别为0.39cm0.79cm;④中的位移之差分别为0.48cm。故纸带应该为②。

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