（1）在利用重物自由下落“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為f=50Hz，實(shí)驗(yàn)要求打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)釋放紙帶．甲、乙、丙三個(gè)同學(xué)分別用同一裝置各打出一條紙帶，量出各紙帶上第1、2兩點(diǎn)間的距離分別為0.48cm，0.19cm和0.18cm，肯定其中一個(gè)同學(xué)在操作上有錯(cuò)誤，該同學(xué)是
 
；其錯(cuò)誤的操作是
 
．
（2）（4分）丁同學(xué)用甲圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到如圖乙所示的紙帶，把第一個(gè)點(diǎn)（初速度為零）記作O點(diǎn)，測(cè)出O、A間的距離為68.97cm，點(diǎn)A、C間的距離為15.24cm，點(diǎn)C、E間的距離16.76cm，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間=9.8m/s2，重錘的質(zhì)量為m=1.0kg，則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打O點(diǎn)到C點(diǎn)的這段時(shí)間內(nèi)，重錘動(dòng)能的增加量為
 
J，重力勢(shì)能的減少量為
 
J．（保留三位有效數(shù)字）
精英家教網(wǎng)
（3）利用這個(gè)裝置也可以測(cè)量重錘下落的加速度a=
 
m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（4）在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢(shì)能總大于重錘增加的動(dòng)能，其原因主要是
 
，用題目給出的已知量，求出重錘下落過(guò)程中受到的平均阻力大小為
 
N．
（5）若利用BD段來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，則還要測(cè)量的物理量是
 
，要驗(yàn)證的表達(dá)式是
 
用題中符號(hào)表達(dá)）
分析：（1）做自由下落物體在0.02s內(nèi)下落的高度大約2mm，從而確定甲在操作上錯(cuò)誤．1、2兩個(gè)點(diǎn)的距離偏大，可知初速度不為零，操作的錯(cuò)誤在于先釋放重物后接通電源．
（2）根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出C點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從而得出C點(diǎn)的動(dòng)能，知道重錘動(dòng)能的增加量．根據(jù)重力做功求出重力勢(shì)能的減小量．
（3）根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量，即△x=aT2求出重錘下落的加速度．
（4）重錘受重力和阻力，根據(jù)牛頓第二定律列式求解．
（5）利用BD段來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，則還要測(cè)量的物理量是BD長(zhǎng)度，再根據(jù)重物在這兩段的平均速度來(lái)表示其瞬時(shí)速度，從而可知物體減小的重力勢(shì)能與滑塊及物體增加的動(dòng)能關(guān)系，進(jìn)而得以驗(yàn)證．
解答：解：（1）若物體做自由下落，在0.02s內(nèi)的位移大約在2mm左右，可見(jiàn)甲同學(xué)的操作錯(cuò)誤，使得重物的初速度不為零，即先釋放重物后接通電源．
（2）C點(diǎn)的速度等于AE段的平均速度：vC=
(15.24+16.76)×10-2
0.08
 m/s=4m/s，
則動(dòng)能的增加量：△Ek=
1
2
mvC2=
1
2
×1×16J=8.00J
重力勢(shì)能的減小量：△Ep=mgh=9.8×（68.97+15.24）×10-2=8.25J．
（3）根據(jù)△x=aT2得：a=
△x
T2
=
(16.76-15.24)×10-2
0.042
 m/s2=9.50m/s2．
（4）重錘減小的重力勢(shì)能總大于重錘增加的動(dòng)能，其原因主要是因?yàn)樵谥劐N帶著紙帶下落過(guò)程中存在著阻力的作用；
根據(jù)牛頓第二定律，有：mg-f=ma
解得：f=m（g-a）=1×（9.8-9.5）=0.3N；
（5）利用BD段來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，則還要測(cè)量的物理量是BD長(zhǎng)度，從而可求出從B到D的減小的重力勢(shì)能；
再由某段平均速度等于其中時(shí)刻的瞬時(shí)速度，則有：△EK=
1
2
m(
XCE
2
f)2-
1
2
m(
XAC
2
f)2
因此，驗(yàn)證的表達(dá)式是：mgXBD=
1
2
m(
XCE
2
f)2-
1
2
m(
XAC
2
f)2；
故答案為：（1）甲，先釋放重錘后接通電源；
（2）8.00；8.25；
（3）9.50；
（4）因?yàn)樵谥劐N帶著紙帶下落過(guò)程中存在著阻力的作用；0.30；
（5）BD段的長(zhǎng)度，mgXBD=
1
2
m(
XCE
2
f)2-
1
2
m(
XAC
2
f)2．
點(diǎn)評(píng)：利用勻變速直線(xiàn)的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用，提高解決問(wèn)題能力．要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．
本題借助于光電門(mén)來(lái)算瞬時(shí)速度，并將物體與滑塊作為一整體來(lái)研究，注意在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要盡量減小系統(tǒng)受到的阻力．
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：閱讀理解

在利用重物自由下落“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，有如下器材：
A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B．低壓交流電源（附導(dǎo)線(xiàn)）
C．天平（附砝碼）D．鐵架臺(tái)（附夾子）
E．重錘（附夾子）F．紙帶
G．秒表H．復(fù)寫(xiě)紙
（1）其中不必要的器材是
CG
CG
；還缺少的器材是
毫米刻度尺
毫米刻度尺
；
（2）某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2．實(shí)驗(yàn)小組選出一條紙帶如圖乙所示，其中O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)（靜止點(diǎn)），A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和B、B和C之間還各有一個(gè)點(diǎn)，測(cè)得h1=12.01cm，h2=19.15cm，h3=27.85cm．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源為50Hz的交流電．若重錘質(zhì)量為m，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以求得：當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打到B點(diǎn)時(shí)，重錘的重力勢(shì)能比開(kāi)始下落時(shí)減少了
1.88m
1.88m
J；此時(shí)重錘的動(dòng)能比開(kāi)始下落時(shí)增加了
1.96m
1.96m
J，根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以知道該實(shí)驗(yàn)小組在做實(shí)驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題可能是
做實(shí)驗(yàn)時(shí)先釋放了紙帶然后再合上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電鍵（或“接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是重錘已經(jīng)具有初速度”、“重錘下落初速度不為零”、“釋放紙帶時(shí)手抖動(dòng)了”等等）
做實(shí)驗(yàn)時(shí)先釋放了紙帶然后再合上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電鍵（或“接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是重錘已經(jīng)具有初速度”、“重錘下落初速度不為零”、“釋放紙帶時(shí)手抖動(dòng)了”等等）
（找出一種原因即可）；
（3）如果重錘下落高度為h時(shí)對(duì)應(yīng)的速度為v，以
v2
2
為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出
v2
2
-k圖線(xiàn)，則圖線(xiàn)斜率的數(shù)值在理論上等于
g（或重力加速度）
g（或重力加速度）
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2011?泗陽(yáng)縣一模）（1）在做“測(cè)定勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)加速度”的實(shí)驗(yàn)中，取下一段如圖所示的紙帶研究其運(yùn)動(dòng)情況．設(shè)O點(diǎn)為計(jì)數(shù)的起始點(diǎn)，在四個(gè)連續(xù)的計(jì)數(shù)點(diǎn)中，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，若物體做理想的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)“A”與起始點(diǎn)O之間的距離x1為
4.00
4.00
cm，打計(jì)數(shù)點(diǎn)“A”時(shí)物體的瞬時(shí)速度為
0.500
0.500
m/s，物體的加速度為
2.00
2.00
m/s2（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）．
（2）在利用重物自由下落“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中?
①備有如下器材：A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；B．直流電源；C．交流電源；D．紙帶；E．帶夾子的重物；F．秒有表；G．刻度尺；H．導(dǎo)線(xiàn)；I．鐵架臺(tái)．其中該實(shí)驗(yàn)不需要的器材是
BF
BF
（填字母代號(hào)）．?
②在實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz，實(shí)驗(yàn)要求打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打完第一個(gè)點(diǎn)時(shí)釋放紙帶，甲、乙、丙三個(gè)學(xué)生分別用同一裝置各打出一條紙帶，量出各紙帶上第1、2兩點(diǎn)間的距離分別為0.48cm，0.19cm和0.18cm．可見(jiàn)其中肯定有一個(gè)學(xué)生在操作上有錯(cuò)誤，錯(cuò)誤操作的同學(xué)是
甲
甲
，其錯(cuò)誤的操作是
先釋放紙帶后接電源
先釋放紙帶后接電源
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

如圖（甲）所示，在利用重物自由下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組打出了三條紙帶，但是由于實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范，三條打點(diǎn)精英家教網(wǎng)紙帶的第1個(gè)點(diǎn)和第2個(gè)點(diǎn)之間的距離都明顯的大于2mm，于是他們選擇了如圖（乙）所示的一條點(diǎn)跡清晰且在
一條直線(xiàn)上的紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理．他們首先在所選擇紙帶的前四個(gè)點(diǎn)的下方標(biāo)上1、2、3、4，在后面適當(dāng)位置又選了五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E；然后，他們又設(shè)計(jì)了四種數(shù)據(jù)處理方案來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．
方案1：選擇第1個(gè)點(diǎn)作為過(guò)程的起點(diǎn)，分別選擇計(jì)數(shù)點(diǎn)B、C、D作為過(guò)程的終點(diǎn)，用刻度尺量出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E到第1個(gè)點(diǎn)的距離h1、h2、h3、h4、h5，再數(shù)出計(jì)數(shù)點(diǎn)B、C、D到第1個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔數(shù)k，利用Vn=gkT算出重物運(yùn)動(dòng)到計(jì)數(shù)點(diǎn)B、C、D時(shí)的速度，比較“mghn和
1
2
m
V
2
n
”是否相等來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒．
方案2：選擇第1個(gè)點(diǎn)作為過(guò)程的起點(diǎn)，分別選擇計(jì)數(shù)點(diǎn)B、C、D作為過(guò)程的終點(diǎn)，用刻度尺量出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E到第1個(gè)點(diǎn)的距離h1、h2、h3、h4、h5，利用Vn=
hn+1-hn-1
2T
算出重物運(yùn)動(dòng)到計(jì)數(shù)點(diǎn)B、C、D時(shí)的速度，比較“mghn和
1
2
m
V
2
n
”是否相等來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒．
方案3：選擇第3個(gè)點(diǎn)作為過(guò)程的起點(diǎn)，分別選擇計(jì)數(shù)點(diǎn)B、C、D作為過(guò)程的終點(diǎn)，用刻度尺量出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E到第3個(gè)點(diǎn)的距離h1、h2、h3、h4、h5，再數(shù)出計(jì)數(shù)點(diǎn)B、C、D到第1個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔數(shù)k，利用Vn=gkT算出重物運(yùn)動(dòng)到計(jì)數(shù)點(diǎn)B、C、D時(shí)的速度，利用V3=2gT求出打第3個(gè)點(diǎn)時(shí)重物的速度，比較“mghn和（
1
2
m
V
2
n
-
1
2
m
V
2
3
）”是否相等來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒．
方案4：選擇第3個(gè)點(diǎn)作為過(guò)程的起點(diǎn)，分別選擇計(jì)數(shù)點(diǎn)B、C、D作為過(guò)程的終點(diǎn)，用刻度尺量出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E到第3個(gè)點(diǎn)的距離h1、h2、h3、h4、h5，利用Vn=
hn+1-hn-1
2T
算出重物運(yùn)動(dòng)到計(jì)數(shù)點(diǎn)B、C、D時(shí)的速度，再測(cè)出第2個(gè)點(diǎn)到第4個(gè)點(diǎn)之間的距離S，利用V3=
S
2T
求出打第3個(gè)點(diǎn)時(shí)重物的速度，比較“mghn和（
1
2
m
V
2
n
-
1
2
m
V
2
3
）”是否相等來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒．
（1）你認(rèn)為最合適的方案是
 
．
（2）說(shuō)出兩條你認(rèn)為其他方案不合適的理由：
理由1：
 
．
理由2：
 
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

在利用重物自由下落“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中
（1）備有如下器材：A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；B．直流電源；C．交流電源；D．紙帶；E．帶夾子的重物；F．秒表；G．刻度尺；H．天平；I．導(dǎo)線(xiàn)；J．鐵架臺(tái)；．其中該實(shí)驗(yàn)不需要的器材是
 
（填字母代號(hào)）
（2）實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1.00kg的重物拖著紙帶豎直下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，如圖，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.04s，P為紙帶運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，從打P到打下B過(guò)程中物體重力勢(shì)能的△EP=
 
J，在此過(guò)程中物體動(dòng)能的增加量△EK=
 
J（已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2，答案保留三位有效數(shù)字）．用v表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度，h表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)到P點(diǎn)的距離，以v2/2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的v2/2-h圖線(xiàn)，若斜率等于某個(gè)物理量的數(shù)值時(shí)，說(shuō)明重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，該物理量是
 
．
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