2022年《验证机械能守恒定律》 .pdf

验证机械能守恒定律杰文物理 天道酬勤 1 验证机械能守恒定律一、实验目的验证机械能守恒定律二、实验原理只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总的机械能守恒利用打点计时器在纸带上记录下物体自由下落的高度h及计算出瞬时速度v，求出物体在自由下落过程中，重力势能的减少量EPmgh与物体动能的增加量Ek (1/2)mv2看EP和Ek是否相等，从而验证机械能守恒定律测定某点的瞬时速度的方法是：物体做匀变速直线运动，在某段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度三、实验器材铁架台 ( 带铁夹 )、打点计时器、重锤( 带纸带夹子 ) 、纸带、复写纸、刻度尺、低压交流电源四、实验步骤1按图所示装置竖直架稳打点计时器，并用导线将打点计时器接在46V 交流电源上2将纸带用小夹子固定在重锤上后穿过打点计时器，用手提着纸带，使重锤静止在靠近打点计时器的地方3接通电源，松开纸带，让重锤自由下落，计时器就在纸带上打下一系列的点4换几条纸带，重做上面的实验5在取下的纸带中挑选第一、二两点间距离接近2mm 且点迹清楚的纸带进行测量先记下第一点0 的位置，再任意取五个点1、2、3、4、, ，用刻度尺测出距0 点的相应距离h1、h2、h3、h4、, . 6用公式vnhn1hn1t计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3、, . 7计算各点对应的重力势能减少量mghn和动能增加量12mvn2，进行比较五、注意事项1实验中打点计时器的安装，两纸带限位孔必须在同一竖直线上，以减少摩擦阻力2实验时，必须先接通电源，让打点计时器工作正常后才松开纸带让重锤下落3打点计时器应接50Hz交流低压电源4手提纸带上端时，注意不要晃动，可使手臂靠在某处，保证重锤下落的初速度为零，并且纸带上打出的第一个点是清晰的一个小点5为减小测量值h的相对误差， 选取的各个记数点要离起始点远些纸带也不宜过长，约 40cm即可6选取的纸带一定要第1、2 两点间的距离接近2mm 并且点迹清晰 因为打点计时器每隔0.02s打一次点，自由落体运动在最初0.02s 内下落的距离为129.8 0.022m 1.96m 2mm. 所以，纸带第1、2 两点间的距离接近2mm ，意味着纸带是在打第1 个点的瞬间开始下落六、误差分析1由于测量长度带来的误差属偶然误差，减小办法：一是测距离时都应从0 点量起；二是多测几次取平均值2实际上重锤和纸带在下落过程中要克服阻力( 主要是打点计时器的阻力) 做功，故动能的增加量Ek必定稍小于势能的减少量EP，这属于系统误差. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - 验证机械能守恒定律杰文物理 天道酬勤 2 试 题 精 选1、用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律(1) 下面列举了该实验的几个操作步骤：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”上；C用天平测出重锤的质量；D先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；F测量纸带上某些点间的距离；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其中没有必要进行的步骤是_，操作不当的步骤是_(2) 利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值 根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图所示使用交流电的频率为f，则计算重锤下落的加速度的表达式a_.( 用x1、x2、x3、x4及f表示 ) (3) 在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小若已知当地重力加速度为g，还需要测量的物理量是_试用这些物理量和纸带上的数据符号表示重锤和纸带在下落的过程中受到的平均阻力大小Ff_. 2、在验证“机械能守恒”实验中，一同学进行如下操作：将打点计时器水平地固定在铁架台上将长约1m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器，用手提着纸带， 使重物静止在靠近打点计时器的地方先松开纸带，后接通电源，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列的点换几条纸带，重做上面的实验在打出的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm ，且点迹清楚的纸带进行测量，先记下O点的位置，依次再取四个计数点A、B、C、D. 求出相应位置对应的速度及其下落的高度将测量数据及计算结果填入自己设计的表格中根据以上测得数据计算相应的12v2和ghn的值验证机械能守恒定律(1) 以上操作有错误的是_；(2) 实验中选出一条纸带如图所示其中O点为起始点，A、B、C、D为四个计数点，打点计时器所选用电源是频率为50Hz的交流电，用最小刻度为1mm 的刻度尺，测得OA11.13cm，OB17.69cm，OC 25.9cm. 这三个数据中不符合有效数字要求的是_，在计数点A和B之间，B和C之间各还有一个点，重锤的质量为m1.5kg ，根据以上数据，当打点到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了_，这时它的动能是_； (g取 9.8m/s2) (3)实 验 中 往 往 出 现 重 锤 的 重 力 势 能 减 少 量 大 于 动 能 的 增 加 量 ， 其 主 要 原 因 是_ 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - 验证机械能守恒定律杰文物理 天道酬勤 3 3、某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律弧形轨道末端水平，离地面的高度为H.将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s. (1) 若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2_( 用H、h表示 ) (2) 该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：h(101m) 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 s2(101 m2) 2.62 3.89 5.20 6.53 7.78 请在坐标纸上作出s2h关系图(3) 对比实验结果与理论计算得到的s2h关系图线 ( 图中已画出 ) ， 自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率_( 填“小于”或“大于”)理论值(4) 从s2h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是 _4、如图所示，将包有白纸的圆柱棒替代纸带和重物颜料的毛笔固定在马达上并随之转动，使之替代打点计时器当烧断挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由落下，毛笔就在圆柱棒的白纸上划出记号，如图 (a) 所示，测得记号之间沿圆柱长度方向的距离依次为26mm 、42mm 、58mm 、74mm 、90mm 、106mm ，已知马达铭牌上有“1500r/min ”的字样，请说明如何由此验证机械能守恒(g10m/s2) 5在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证的是重物重力势能的减少等于它动能的增加，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有() A用天平称出重物的质量B把打点计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来C把纸带的一端固定到重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重物提升到一定高度D接通电源，释放纸带E用秒表测出重物下落的时间6(1)根据打出的纸带，如图选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出 A 点距起点O 的距离为 x0，点 A、C 间的距离为 x1，点 C、E 间的距离为x2，交流电的周期为T，则根据这些条件计算重锤下落的加速度a 的表达式为： a _. (2)在“验证机械能守恒定律”的实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - 验证机械能守恒定律杰文物理 天道酬勤 4 其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，我们可以通过该实验装置测定该阻力的大小若已知当地重力加速度为g，还需要测量的物理量是_(写出名称和符号)，重锤在下落过程中受到的平均阻力的大小F_. 7在做“验证机械能守恒定律”的实验中，有同学按以下步骤进行实验操作：A用天平称出重锤和夹子的质量B固定好打点计时器，将连着重锤的纸带穿过限位孔，用手提住， 且让手尽量靠近打点计时器C松开纸带，接通电源，开始打点并如此重复多次，以得到几条打点纸带D取下纸带， 挑选点迹清晰的纸带，记下起始点0，在距离 0 点较近处选择几个连续计数点(或计时点 )，并计算出各点的速度值E测出各点到0 点的距离，即得到重锤下落高度F计算出 mgh 和12mvn2，看两者是否相等在以上步骤中，不必要的步骤是_；有错误或不妥的步骤是_(填写代表字母 )；更正情况是： _， _， _， _. 8某同学在应用打点计时器做验证机械能守恒定律实验中，获取了一根纸带如图所示，但测量发现 0、 1 两点距离远大于2mm，且 0、 1 和 1、2 间有点漏打或没有显示出来，而其他所有点都是清晰完整的，现在该同学用刻度尺分别量出2、3、4、5、6、7 六个点到0 点的长度hi(i2,3， , ，7)，再分别计算得到3、4、5、6 四个点的速度vi和 vi2(i3,4,5,6)，已知打点计时器打点周期为T. (1)该同学求 6 号点速度的计算式是v6_ (2)该同学将计算得到的四组(hi，vi2)数据在 v2h 坐标系中找到对应的坐标点，将四个点连接起来得到如图所示的直线，请你回答：接下来他是否能够判断重锤下落过程机械能守恒？(说明理由 ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - 验证机械能守恒定律杰文物理 天道酬勤 5 9如图所示装置可用来验证机械能守恒定律摆锤A 拴在长L 的轻绳一端，另一端固定在O点，在 A 上放一个小铁片，现将摆锤拉起，使绳偏离竖直方向角，由静止开始释放摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直挡板P 阻挡而停止运动，这时铁片将做平抛运动而飞离摆锤用刻度尺量出铁片的水平位移为s，下落高度为H. 要验证摆锤在运动中机械能守恒，必须求出摆锤初始位置离最低点的高度，其高度应为_，同时还应求出摆锤在最低点时的速度，其速度应为 _；用实验中测量的物理量写出证明摆锤在运动中机械能守恒的关系为_ 10如图所示是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带，我们选N 点来验证机械能守恒定律下面举出一些计算打N 点时纸带下落速度的方法，其中正确的是(T 为打点周期) () A N 点是第 n 个点，则 vNgnT BN 点是第 n 个点，则vNg(n1)TCvNxnxn12TDvNdn1dn12T11在用图所示的实验装置来验证机械能守恒定律时，某同学的以下说法中正确的是() A必须用秒表测出重物下落的时间B实验操作时，注意手提着纸带使重物靠近打点计时器，先接通打点计时器电源，然后松开纸带C如果打点计时器不竖直，重物下落时，其重力势能有一部分消耗在纸带摩擦上，就会造成重力势能的变化小于动能的变化D验证时，可以不测量重物的质量或重力12用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中：(1)运用公式mv22mgh 对实验条件的要求是_；(2)若实验中所用重物的质量m1 kg.打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02 s，则记录B 点时，重物速度vB_，重物动能 Ek_，从开始下落起至B 点时重物的重力势能减少量是 _，由此可得出的结论是_ ；(g 取 9.8 m/s2) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - 验证机械能守恒定律杰文物理 天道酬勤 6 (3)根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以v22为纵轴、以h 为横轴画出的图象应是图中的() 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50 Hz，查得当地重力加速度g9.80 m/s2，测得所用的重物的质量为1.00 kg. 实验中得到一条点迹清晰的纸带( 如图所示 ) ，把第一个点记作O，另选连续的四个点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62.99 cm,70.18 cm,77.76 cm,85.73 cm.根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于_ J， 动能的增加量等于_J( 取三位有效数字) 14. （2010安徽卷） 利用图示装置进行验证机械能守恒定律的试验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。a.用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t, 通过vgt计算出瞬时速度0v. b.用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过2vgh计算出瞬时速度. c.根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度h. d.用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度0v。以上方案中只有一种正确，正确的是。 （填入相应的字母）15. （2010四川卷） 有 4 条用打点计时器（所用交流电频率为50Hz）打出的纸带A、B、C、D，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带，某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距离依次为S1、S2、S3。请你根据下列S1、S2、S3的测量结果确定该纸带为。 （已知当地的重力加速度为9.791m/s2）A.61.0mm 65.8mm 70.7mm B. 41.2mm 45.1mm 53.0mm C.49.6mm 53.5mm 57.3mm D. 60.5mm 61.0mm 60.6mm 16、(1) 在做“验证机械能守恒定律”的实验时，实验小组A不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏了 , 剩下的一部分纸带上各点间的距离如图所示的数值，已知打点计时器的周期为T =0.02s,重力加速度g =9.8 m/s2;重锤的质量为m, 已知S1=0.98cm, S2=1.42cm, S3=1.78cm, 则记录B点时重锤的动能EKB= J(写计算式字母表示), 记录C点时重锤的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - 验证机械能守恒定律杰文物理 天道酬勤 7 动能EKC=0.32m J; 重锤从B点到C点重力势能变化量是 J,动能变化量是J. 从而可以得出结论： . （2）在验证机械能守恒定律的实验中自由落下的重锤质量要大一些，这是为了减少对实验的影响 . 实验中测定重锤的质量( 填“要”或“不要” ). 实验小组C在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用, 因此想到可以通过该实验装置测阻力的大小. 根 据 已 知 当 地 重 力 加 速 度 公 认 的 较 准 确 的 值 为g, 电 源 的 频 率 为f, 又 测 量 出 物 理量 , .他（她）们用这些物理量求出了重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F（用字母表示）. 17、某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒（1）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？（2）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t ，遮光条的宽度为d, 则滑块经过光电门时的瞬时速度为, 在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、和（文字说明并用相应的字母表示）（3）本实验通过比较和在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示） ，从而验证了系统的机械能守恒（当地重力加速度为g）18、 某同学在应用打点计时器做验证机械能守恒定律实验中，获取一根纸带如图a 所示，但测量发现 0、1 两点距离远大于2mm, 且 0、1 和 1、2 间有点漏打或没有显示出来，而其他所有打点都是清晰完整的， 现在该同学用刻度尺分别量出2、3、4、5、6、7 六个点到0点的长度hi（i=2 34,7 ） ，再分别计算得到3、4、5、6 四个点的速度vi和vi2（i= 3456） ，已知打点计时器打点周期为T（1） （4 分）该同学求6 号点速度的计算式是：v6= （2） （6 分）然后该同学将计算得到的四组（hi，vi2）数据在v2- h坐标系中找到对应的坐标点，将四个点连接起来得到如图b 所示的直线，请你回答：接下来他是如何判断重锤下落过程机械能守恒的？答： .名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - 验证机械能守恒定律杰文物理 天道酬勤 8 参考答案1、答案： (1)C B (2)(x3x4x2x1)f24(3) 重锤质量m mg(x3x4x2x1)f24 (2)(x3x4x2x1)f24(3) 重锤质量m mg(x3x4x2x1)f24 1、解析： (1) 本实验验证12mv2mgh时没必要测出重锤质量打点计时器必须接低压交流电源(2) 求加速度a时应该用逐差法，ax3x4x2x14T2(x3x4x2x1)f24(3) 由mgFfma可知，Ffm(ga) mg(x3x4x2x1)f24 ，只要再测出重锤的质量m即可求出平均阻力Ff. 2、答案： (1) (2)OC2.60J 2.56J (3) 实验中存在阻力如：空气阻力，振针与纸带间阻力2、 解析：(1) 中应将打点计时器竖直固定在铁架台上；中应改为先接通电源，再松开纸带 (2)用最小刻度为1mm 的刻度尺测量长度时， 应估读一位， 即读到 0.1mm(0.01cm) ， 所以OC段读数错误 重锤减小的重力势能：EPmgh1.5 9.8 0.1769J 2.60J ，而vBAC4T0.259 0.111340.02m/s1.85m/s ，重锤的动能：Ek12mvB2121.5 1.852J2.56J.(3)由于克服阻力做功，重锤减小的重力势能一部分用来增加重锤的动能，另一部分克服阻力做功，所以重力势能的减小量大于动能的增加量主要原因是因为实验过程中阻力的存在. 3、答案： (1)4Hh(2) 见下图 (3) 小于(4) 摩擦，转动 ( 答任一即可 ) 解析： (1) 由mgh12mv2和svt，H12gt2，联立可得s24Hh. (2) 利用五组数据描点作图可得s2h图线为过原点的倾斜直线(3) 由于阻力的影响，实际抛出速率小于理论值(4) 主要是摩擦力的影响，还有转动的因素4 解析： 由马达铭牌上的字样“1500r/min ”算出毛笔画线的时间间隔为T601500s0.04s. 根据vnxnxn12T算出圆柱棒白纸上记号D、A的瞬时速度，vD(42 58) 10320.04m/s1.25m/s. vA(106 90) 10320.04m/s2.45m/s. 故 Ek12mvA212mvD22.22mJ. 而 EpmgADm10(90 7458) 103J 2.22mJ 可见 EkEp这就验证了圆柱棒自由下落时机械能守恒. 5 答案： AE 5 解析： 在“验证机械能守恒定律”的实验中，需验证重力势能减少量mgh和动能增加量12mv2之间的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - 验证机械能守恒定律杰文物理 天道酬勤 9 大小关系若机械能守恒，则有mgh12mv2成立， 两边都有质量，可约去，即验证gh12v2成立即可，故无需测质量，A 选项多余，对E 选项，测速度时，用的是纸带上的记录点间的距离和打点计时器打点的时间间隔，无需用秒表测量，因此E选项也多余，其余选项都需要，故应选A、 E. 6 答案： (1)x2x14T2(2) 重锤的质量m(gx2x14T2) 6 解析： (1) 由题意可知，x1、x2是相邻的相等时间内的位移，而计数点时间T 2T. 由 xaT2可得：ax2x1(2T)2x2x14T2. (2) 设阻力大小为F，由牛顿第二定律可知，mgFma，Fm(ga) m(gx2x14T2) 可见要测定阻力F的大小，还必须测量重锤的质量m. 7 答案： 见解析7 解析： 本题主要考查验证机械能守恒实验的原理，步骤和实验器材的选取因本实验是通过比较重力势能的减少量EP是否等于动能的增加量Ek来验证机械能守恒的，不需要知道动能的具体数值，因而不需要测出重物( 含重锤和夹子 ) 的质量，故步骤A是多余的有错误或不妥的步骤是B、C、D、F. 原因和更正办法分别是：B中“让手尽量靠近”应改为“让重锤尽量靠近”，因打点计时器开始工作应从与重锤靠近的纸带开始打点，不应留下过长的空白纸带，纸带也不宜过长，约40cm即可 C中应先接通电源，后松开纸带因为只有当打点计时器工作正常后再让重锤下落，才可保证打第一个点时重锤的初速度为零，并且使纸带上的第一个点是清晰的小点D中应将“距离0点较近处”改为“距离0 点较远处”，因为所取的各计数点( 或计时点 ) 应尽量是重锤自由下落运动的真实记录，而打点计时器接通电源开始工作后不一定很快就能达到稳定状态，同时开始的几个点比较密集，会增加长度测量的误差F 中应改为“ghn和12vn2” ，因本实验是通过比较重锤的重力势能减少量mghn和动能增加量12mvn2的大小来达到验证目的的，对于同一个研究对象( 重锤 ) 来说，质量是一定的，故只需比较ghn和12vn2就能达到目的8 答案： (1)h7h52T(2) 能够vi2与hi的关系是一次函数在vi2hi图上图象为一条直线，斜率为 2g. 因此，只要在直线上取相对较远的两点，计算出直线的斜率，再与2g进行比较，在实验误差范围内相等即可8 解析： (1) 根据“做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于这段时间的中间时刻的瞬时速度”可知，第6 号点的速度等于5、7 两点之间的平均速度，即v6v57s572Th7h52T. (2) 从 0 点到任意i点，在这个过程中，根据机械能守恒定律有12mvi212mv02mghi化简后得vi2v022ghi由此可见，vi2与hi的关系是一次函数，在vi2hi图象上图线是一条直线，斜率为2g. 因此，只要在直线上取相对较远的两点，计算出直线的斜率，再与 2g进行比较， 在实验误差范围内相等即可9 答案： LLcos，sg2HLLcoss24H解析： 根据三角形知识得摆锤初始位置离最低点的高度为：LLcos 因为摆锤最低点的速度刚好是铁片做平抛运动的水平分速度根据公式H12gt2svt得vsg2H，所以最低点的速度为：sg2H名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - 验证机械能守恒定律杰文物理 天道酬勤 10 22218)(TSSm4)()(22143fSSssgm选摆锤最低点为势能零点，根据机械能守恒定律：Ek1Ep1Ek 2Ep2而Ek1 0，Ep20，所以Ep1Ek2即mgh12mv2代入hLLcos，vsg2H，化简得LLcoss24H. 10 解析：物体下落的实际加速度小于g，不能采用公式vgt计算打N点时纸带下落速度，N点的速度为xn和xn1段的平均速度，vNxnxn12T，C项正确答案：C 11 解析：因为实验中使用打点计时器，不需要测时间，A 错误；打点计时器不竖直，重物下落时，其重力势能有一部分消耗在纸带摩擦上，造成重力势能的减少量大于动能的增加量，C 错误；实验时，为节约纸带，便于测量，应使重物靠近打点计时器，应先通电后放手，B 正确；因为动能和势能表达式中都含有质量，可以消去，故不需测质量，D正确 答案： BD 12 解析： (1) 重物自由下落时，对实验条件的要求是打第一个点时重物的初速度为零(2)vBxAC2T(31.4 7.8) 10320.02 m/s 0.59 m/s 此时重物的动能为Ek12mvB2121(0.59)2 J 0.17 J 重物的重力势能减小量为Epmgh19.8 17.6 103J0.17 J 故机械能守恒(3) 由机械能守恒定律可知，mgh12mv2，即验证机械能守恒定律成立，只需验证12v2gh即可如果纵坐标为v22，横坐标为h，则图象应为过原点且斜率为g的直线，故C图正确答案： (1) 打第一个点时重物的初速度为零(2)0.59 m/s 0.17 J 0.17 J 机械能守恒 (3)C 13 解析：根据测量数据，重物从O点运动到C点下落的高度h 0.7776 m ，故重力势能减少量Epmgh1.00 9.80 0.7776 J 7.62 J 重物动能的增加量Ek12mvC212mv02根据实验情况，重物在O点的速度v00，C点的速度vC等于重物从B点到D点这一段时间 t2150 s 内的平均速度由实验数据可得vCBDt0.8573 0.7018 21/50 m/s 3.8875 m/s 重物的动能增加量Ek12mvC2121.00 3.88752 J 7.56 J. 答案： 7.62 7.56 14 答案： d 15：C 解析：验证机械能守恒采用重锤的自由落体运动实现，所以相邻的0.02s 内的位移增加量为：229.791 0.023.9sgTmm，16 答案： 0.142m 0.14m 在实验误差范围内,只有重力做功时, 物体的机械能守恒. 空气阻力和打点计时器器对纸带的阻力名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - 验证机械能守恒定律杰文物理 天道酬勤 11 不要相邻的两点间的位移S1、 S2、S3、S4, 重锤的质量m , 17 答案： （1）接通气源， 将滑块静置于气垫导轨上，若滑块基本保持静止，则说明导轨是水平的（或轻推滑块，滑块能基本做匀速直线运动）(4 分) （2）d/ t; （2 分）滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s; 滑块的质量M. （4 分）（3） mgs; （2 分）21()()2dmMt18 答案： （1）（2） 根据机械能守恒定律，从0点到任意i点有得到：，关系是一条直线，斜率为2g，所以只要在直线上取相对较远两点，计算出斜率，与2g比较，在实验误差范围内相等即可。（6 分）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - -