（1）在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中，已知重錘的質(zhì)量為m，使用的交流電的頻率為f．重錘從高處由靜止開(kāi)始下落，重錘上拖著的紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量并通過(guò)計(jì)算，就可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．
①如圖所示，選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出A點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離為s0，點(diǎn)A、C間的距離為sl，點(diǎn)C、E間的距離為s2，用以上給出的已知量寫(xiě)出C點(diǎn)速度的表達(dá)式為vc
=
s1+s2
4
f
=
s1+s2
4
f
，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打O點(diǎn)到C點(diǎn)的這段時(shí)間內(nèi)，重錘的重力勢(shì)能的減少量為
mg（s0+s1）
mg（s0+s1）
，動(dòng)能的增加量為
mf2(s1+s2)2
32
mf2(s1+s2)2
32
．
②某同學(xué)上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告顯示，重錘增加的動(dòng)能略大于重錘減小的重力勢(shì)能，則出現(xiàn)這一問(wèn)題的原因可能是
D
D
．（填字母）
A．重錘的質(zhì)量測(cè)量錯(cuò)誤
B．該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作時(shí)先釋放紙帶，后接通電源
C．重錘下落時(shí)受到的阻力過(guò)大
D．所用交流電源的實(shí)際頻率f大于50赫茲．
分析：①在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，據(jù)此可以求出C點(diǎn)的速度大小，根據(jù)重力做功和重力勢(shì)能之間的關(guān)系可以求出重力勢(shì)能的減小量，根據(jù)起末點(diǎn)的速度可以求出動(dòng)能的增加量．
②該實(shí)驗(yàn)的誤差主要來(lái)源于紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦以及空氣阻力的存在．
解答：解：①在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，故C點(diǎn)的速度為：
vc=
s1+s2
4T
=
s1+s2
4
f
重力勢(shì)能的減小量等于重力做功大小，故有：
△Ep=mg（s0+s1）
動(dòng)能增量為：△EK=
1
2
m
v
2
c
=
mf2(s1+s2)2
32
  
故答案為：
s1+s2
4
f，mg（s0+s1），
mf2(s1+s2)2
32
．
 ②A、由mgh=
1
2
mv2可知，重錘的質(zhì)量與實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)無(wú)關(guān)，所以重錘的質(zhì)量測(cè)量錯(cuò)誤 不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，所以A錯(cuò)誤；
B、先釋放紙帶，后接通電源，影響打點(diǎn)的多少，不會(huì)導(dǎo)致動(dòng)能增量大于勢(shì)能減小量，故B錯(cuò)誤；
C、重錘下落時(shí)受到的阻力過(guò)大，會(huì)使物體的速度減小，不會(huì)使物體的動(dòng)能變大，所以C錯(cuò)誤；
D、交流電源的頻率不等于50HZ．此時(shí)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔不是0.02s，所以此時(shí)的測(cè)量的速度可能會(huì)大于真實(shí)的數(shù)值，導(dǎo)致重錘增加的動(dòng)能略大于重錘減少的重力勢(shì)能，所以D正確．
故選D．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中的數(shù)據(jù)處理方法，以及有關(guān)誤差分析，尤其是誤差分析是難點(diǎn)，要學(xué)會(huì)根據(jù)可能產(chǎn)生誤差的原因進(jìn)行分析．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（1）在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中，有下列A至F六個(gè)步驟：
A．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上
B．接通電源，再松開(kāi)紙帶，讓重錘自由下落
C．取下紙帶，更換紙帶（或?qū)⒓垘Х瓊�(gè)面），重新做實(shí)驗(yàn)0
D．將重錘固定在紙帶的一端，讓紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用手提著紙帶的另一端
E．選擇一條紙帶，用刻度尺測(cè)出重錘下落的高度h1、h2、h3、…h(huán)n，算出對(duì)應(yīng)的即時(shí)速度vn
F．分別算出
1
2
mvn2和mghn，比較在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)是否相等．
①以上實(shí)驗(yàn)步驟按合理的操作步驟排列應(yīng)該是
ADBCEF
ADBCEF

②某同學(xué)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，獲得了數(shù)條紙帶，則正確的是
A．挑選第一、二兩點(diǎn)間的距離接近2cm的紙帶進(jìn)行測(cè)量
B．在紙帶上選取點(diǎn)跡清楚的、方便測(cè)量的某點(diǎn)作計(jì)數(shù)點(diǎn)的始點(diǎn)．
C．用刻度尺量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到第一點(diǎn)跡之間的距離，得出重錘下落相應(yīng)高度h1、h2…h(huán)n．
D．用公式V=
h(n+1)-h(n-1)
2t
，計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的重錘的瞬時(shí)速度．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（1）在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)小組A不慎將一條選擇好的紙帶的前面一部分損壞了，剩下的一部分紙帶上各點(diǎn)間的距離如圖所示的數(shù)值，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的周期為T=0.02s，重力加速度g=9.8m/s2；重錘的質(zhì)量為m，已知S1=0.98cm，S2=1.42cm，S3=1.78cm，則記錄B點(diǎn)時(shí)重錘的動(dòng)能EKB=
0.180m
0.180m
J，記錄C點(diǎn)時(shí)重錘的動(dòng)能EKC=0.32m J；重錘從B點(diǎn)到C點(diǎn)重力勢(shì)能變化量是
0.142m
0.142m
J，動(dòng)能變化量是
0.140m
0.140m
J．從而可以得出結(jié)論：
在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒
在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒
．（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
（2）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中
①自由落下的重錘質(zhì)量要大一些，這是為了減少
阻力
阻力
對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響．
②實(shí)驗(yàn)中
不要
不要
 測(cè)定重錘的質(zhì)量（ 填“要”或“不要”）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（2009?豐臺(tái)區(qū)一模）（1）在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中，已知重錘的質(zhì)量為m，使用的交流電的頻率為f．重錘從高處由靜止開(kāi)始下落，重錘上拖著的紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量并通過(guò)計(jì)算，就可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．
①如圖1所示，選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出A點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離為s0，點(diǎn)A、C間的距離為s1，點(diǎn)C、E間的距離為s2，用以上給出的已知量寫(xiě)出C點(diǎn)速度的表達(dá)式為υc=
(s1+s2)f
4
(s1+s2)f
4
，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打O點(diǎn)到C點(diǎn)的這段時(shí)間內(nèi)，重錘的重力勢(shì)能的減少量為
mg（s0+s1）
mg（s0+s1）
，動(dòng)能的增加量為
m(s1+s2)2f2
32
m(s1+s2)2f2
32
．
②某同學(xué)上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告顯示，重錘增加的動(dòng)能略大于重錘減小的重力勢(shì)能，則出現(xiàn)這一問(wèn)題的原因可能是
BC
BC
．（填字母）
A．重錘的質(zhì)量測(cè)量錯(cuò)誤
B．該同學(xué)自編了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
C．該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作時(shí)先釋放紙帶，后接通電源
D．重錘下落時(shí)受到的阻力過(guò)大

（2）有一根很細(xì)的均勻空心金屬管，管長(zhǎng)約50cm、電阻約為10Ω，現(xiàn)需測(cè)定它的內(nèi)徑d，但因其內(nèi)徑較小，無(wú)法用游標(biāo)卡尺直接測(cè)量．已知這種金屬的電阻率為ρ．實(shí)驗(yàn)室中可以提供下列器材：
A．厘米刻度尺；   B．毫米刻度尺；
C．螺旋測(cè)微器；   D．電流表（量程300mA，內(nèi)阻約lΩ）；
E．電流表（量程3A，內(nèi)阻約0．lΩ）”；   F．電壓表（量程3V，內(nèi)阻約6kΩ）；
G．滑動(dòng)變阻器（最大阻值1kΩ，額定電流0.5A）；
H．滑動(dòng)變阻器（最大阻值5Ω，額定電流2A）；
L．蓄電池（電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻0.05Ω）；J．開(kāi)關(guān)一個(gè)及帶夾子的導(dǎo)線若干．
請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，要求實(shí)驗(yàn)誤差小，便于調(diào)節(jié)．回答下列問(wèn)題：
①實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)物理量的名稱及符號(hào)是
金屬管的長(zhǎng)度L、外徑D、加在管兩端的電壓U、通過(guò)管的電流強(qiáng)度I．
金屬管的長(zhǎng)度L、外徑D、加在管兩端的電壓U、通過(guò)管的電流強(qiáng)度I．
；
②應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有
B、C、D、F、H、I、J
B、C、D、F、H、I、J
；（填字母）
③在圖2所示的方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖；
④按照你設(shè)計(jì)的電路圖將圖2中所示儀器連成實(shí)驗(yàn)電路；
⑤用測(cè)得的物理量和已知量寫(xiě)出計(jì)算金屬管內(nèi)徑d的表達(dá)式為d=
d=
D2-
4ρLI
πU
d=
D2-
4ρLI
πU
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（1）在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.80m/s2，測(cè)得所用重物的質(zhì)量為1.00kg，甲、乙、丙三學(xué)生分別用同一裝置打出三條紙帶，量出各紙帶上第1、2兩點(diǎn)間的距離分別為0.18cm、0.19cm、0.25cm，從紙帶中可看出
丙
丙
學(xué)生在操作上肯定有錯(cuò)誤，可能的原因是
先放手后插電源
先放手后插電源
．
（2）在一次實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，如圖所示（相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s），單位cm，那么紙帶的
左
左
端與重物相連； 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度vB=
0.975m/s
0.975m/s
； 從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中重力勢(shì)能減少量△EP=
0.49J
0.49J
； 此過(guò)程中物體動(dòng)能的增加量△EK=
0.48J
0.48J
（g=9.80m/s2）； 通過(guò)計(jì)算，數(shù)值上△EP
＞
＞
△EK（填“＞”、“=”、或“＜”），這是因?yàn)?!--BA-->
運(yùn)動(dòng)過(guò)程存在阻力
運(yùn)動(dòng)過(guò)程存在阻力
；實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是
在誤差允許的范圍內(nèi)機(jī)械能守恒
在誤差允許的范圍內(nèi)機(jī)械能守恒
．

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