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    13．在“验证机械能守恒定律 的实验中.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为g＝9.80m／s2.某同学选择了一条理想的纸带.用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺的读数如图所示.图中O点是打点计时器打出的第一个点.A.B.C.D分别是每打两个点取出的计数点.则重物由O点运动到B点时.求,(重物质量为m)则重力势能减小量为 .动能的增加量是为 .根据计算的数据可得出什么结论? 产生误差的主要原因是 . 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    在“验证机械能守恒定律”的实验中，利用重物拖着纸带自由下落通过打点计时器并打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．
    （1）在实验过程中，下列说法正确的是
    B
    B
    ．
    A．必须使用的测量仪器有：打点计时器、天平和刻度尺
    B．纸带与打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上
    C．实验中其他条件不变时，所选重物的质量大小不影响实验的误差
    D．选用纸带上任意两点的数据都可以验证机械能守恒定律
    （2）正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图甲所示．图中O点为打点起始点，且速度为零．
    选取纸带上打出的连续点，标上A、B、C…测得其中E、F、G点距打点起始点O的距离分别为h1、h2、h3．已知重物的质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T．为验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打下O点到打下F点的过程中，重物重力势能的减少量△Ep=
    mgh2
    mgh2
    ，动能的增加量△Ek=
    m(h3-h1)2
    8T2
    m(h3-h1)2
    8T2
    ．（用题中所给字母表示）
    （3）以各点到起始点的距离h为横坐标，以各点速度的平方v2为纵坐标建立直角坐标系，用实验测得的数据绘出v2-h图象，如图乙所示：由v2-h图线求得重物下落的加速度g'=
    9.68
    9.68
    m/s2．（结果保留三位有效数字）

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    在验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示，相邻记数点间的时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8m/s2．求：
    （1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=
    0.97
    0.97
    m/s（保留两位有效数字）．?
    （2）从起点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能减小量△EP=
    0.48
    0.48
    J，动能的增加量△Ek=
    0.47
    0.47
    J（保留两位有效数字）．

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    在验证机械能守恒定律的实验中，质量 m=1kg的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示，相邻记数点时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8m/s2．求：
    （1）打点计时器打下记数点B时，物体的速度VB=
    0.972m/s
    0.972m/s

    （2）从点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能的减小量△EP=
    0.476J
    0.476J
    ，动能的增加量△EK=
    0.473J
    0.473J

    但实验中总存在误差，其原因是
    各种阻力做功，机械能转化为内能
    各种阻力做功，机械能转化为内能
    ．（取3位有效数字）

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    在“验证机械能守恒定律”的实验中，所用电源的频率为50Hz，当地重力加速度g=9.80m/s2，重物质量为1.00kg．实验所得纸带如图所示．第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D，OA=62.99cm，OB=70.14cm，OC=77.76cm，OD=85.73cm．由此可知由O点运动到C点，重物动能的增加量为
    7.61
    7.61
    J，重力势能的减少量为
    7.62
    7.62
    J．（要求保留三位有效数字）

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    在“验证机械能守恒定律”的实验中，同学们选取了下述器材：
    ①打点计时器（或电火花计时器）  
    ②纸带和复写纸片   
    ③带铁夹的重锤    
    ④铁架台（带铁架）   
    ⑤导线若干 （注意：本次实验不使用天平）
    则该同学漏选了
    低压交流电源（或学生电源）
    低压交流电源（或学生电源）
    和
    毫米刻度尺（或直尺）
    毫米刻度尺（或直尺）
    ．

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    1．A  符合机械能守恒条件的只有A项。

    2．B  速度为矢量，运算依据平行四边形定则。功是标量。

    3．B 

    4．C  由动能定律得，所以C项正确。

    5．BD 

    6．C  两图中物体滑动时摩擦力做功都等于，为AB间的水平距离。

    7．ACD 

    8．D  从表格中的数据分析得到d增大几倍，s增加几倍的平方，排除AB项；弹力做功转化为摩擦力做功，摩擦力做功之比与s，所以弹力做功正比与s或正比于d2。

    9．AD 

    10．AD 

    11．人与车的总质量m，。

    12．3，-18。

    13．（1）重力势能的减小量为：J

       （2）重锤下落到B点时的速度为m/s

    重锤下落到B点时增加的动能为J

       （3）在实验误差允许的范围内，重锤减小的重力势能等于其动能的增加，验证了机械能守恒定律。重锤减小的重力势能略大于其增加的动能，其原因是重锤在下落时要受到阻力作用（对纸带的摩擦力、空气阻力），必须克服阻力做功，减小的重力势能等于增加的动能加上克服阻力所做的功。

    14．（1）天平、刻度尺（2）重力势能、质量、上升高度（3）见下图表

    小球的质量m=          kg，弹簧A

    压缩量x（m）

     

     

     

     

    上升高度h（m）

     

     

     

     

    E=mgh（J）

     

     

     

     

    压缩量x=          cm，小球的质量m=          Kg

    弹簧

    A

    B

    C

     

    劲度系数k（N/m）

     

     

     

     

    上升高度h（m）

     

     

     

     

    E=mgh（J）

     

     

     

     

    15．，

    （1）由动能定理得：，即  

    （2）设到P点的速度为，绳子所受拉力为F。

    Q→P过程，由机械能守恒得：

    在P点， ，解得：

    16．(1)设最高点A与高低点C之间的高度差为h，则

            h==h1+h2==1.2m+0.8m==2m．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．①

            设跳板被压缩到最低点C时的弹性势能为Ep，根据机械能守恒，

            有Ep==mgh．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．②

            E0==60×10×2J==1.2×103J．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．③

        (2)设最高点与水面之间的高度差为H，则

            H==h1+h3==1.2m+3m=4.2m  ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．   ④

        运动员做自由落体运动，设运动员入水前的速度为ν，

        则ν==．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⑤

    ν==m／s==2m／s≈9.2m／s．．．．．．．．．⑥

    17．没弯管的半径为R

        ⑴当小球恰能到达B点时vB=0，据机械能守恒定律mgh1=mgR      ∴h1=R

    ⑵当小球恰能到达A点时，设小球经过B点的速度为v0，  则：v0t=R   ①

    1/2gt2=R ②

    mgh2=mgR+1/2mv02  ③

    由①②③式得：h2=5/4R，  ∴ h1：h2=4:5

    18．⑴假设工件在传送带上一直做匀加速运动，末速度为。

    根据动能定理：，解得：

       ∴假设不成立，即工件在传送带上先匀加速，再匀速运动。

    ⑵∵工件最后随传送带做匀速运动，  ∴末速为

    根据动能定理：，解得：

     

     


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