在利用自由落體法驗證機械能守恒定律的實驗中:
(1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟,不恰當?shù)牟僮魇?!--BA-->
 
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A.按照圖示的裝置安裝器件
B.將打點計時器接到電源的“直流輸出”上
C.釋放懸掛紙帶的夾子后,再接通電源開關打出一條紙帶,重復幾次
D.選擇一條理想的紙帶,對其進行測量
E.根據(jù)測量的結果,驗證gh與
12
v2是否相等
(2)從打出的幾條紙帶中挑選最理想的紙帶的要求是
 
,若某小組打出一條紙帶,測得前兩個點間的距離為4.0mm,說明該小組操作過程存在錯誤,錯誤原因可能是
 

(3)如圖所示是實驗中測得的一條紙帶,各點距O點的距離分別為d1,d2,d3,…,各相鄰點間的時間間隔為T,當?shù)刂亓铀俣葹間,則B點的速度表達式為vB=
 
.若B點和D點的速度vB、vD為已知量,要驗證物體從B到D的過程中機械能是否守恒,則需滿足
 
關系,物體的機械能守恒
(4)由這條紙帶還可以研究該重物下落過程的加速度,請寫出計算加速度的表達式
 
分析:解決實驗問題首先要掌握該實驗原理,了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項.
根據(jù)勻變速直線運動中,時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度,可以得出B點的瞬時速度大小,根據(jù)功能關系可得出正確表達式.
解答:解(1)A、按照圖示的裝置安裝器件,故A正確
B、應將打點計時器接到電源的交流輸出端上,故B錯誤.
C、開始記錄時,應先給打點計時器通電打點,然后再釋放重錘,讓它帶著紙帶一同落下,如果先放開紙帶讓重物下落,再接通打點計時時器的電源,由于重物運動較快,不利于數(shù)據(jù)的采集和處理,會對實驗產(chǎn)生較大的誤差.故C錯誤
D、選擇一條理想的紙帶,對其進行測量,故D正確
E、因為我們是比較mgh、
1
2
mv2的大小關系,故m可約去比較,即驗證gh與
1
2
v2是否相等,故E正確
本題選不恰當,故選:BC.
(2)若物體做自由落體運動,則第1、2兩點間的距離x=
1
2
×9.8×(0.02)2=1.96mm≈2mm,
挑選最理想的紙帶的要求是前兩個點的間距為2mm,
若某小組打出一條紙帶,測得前兩個點間的距離為4.0mm,說明該小組操作過程存在錯誤,錯誤原因可能是先釋放紙帶,再打開打點計時器.
(3)根據(jù)勻變速直線運動中,時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度,得出B點的瞬時速度大小分別為:
vB=
xAC
tAC
=
d3-d1
2T

物體從B到D的過程中重力勢能減小量是mg(d4-d2
動能增加量是
1
2
mv
 
2
D
-
1
2
mv
 
2
B

要驗證物體從B到D的過程中機械能是否守恒,則需滿足
1
2
v
 
2
D
-
1
2
v
 
2
B
=g(d4-d2)關系,物體的機械能守恒
(4)設A到B之間的距離為x1,以后各段分別為x2、x3、x4
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:x3-x1=2a1T2 
x4-x2=2a2T2 
為了更加準確的求解加速度,我們對兩個加速度取平均值
得:a=
1
2
(a1+a2
即小車運動的加速度表達式為:a=
XCE-XAC
4T2
=
d5+d1-2d3
4T2

故答案為:(1)BC  (2)前兩個點的間距為2mm,先釋放紙帶,再打開打點計時器
(3)
d3-d1
2T
,
1
2
v
 
2
D
-
1
2
v
 
2
B
=g(d4-d2
(4)
d5+d1-2d3
4T2
點評:解決本題的關鍵知道實驗的原理,知道重錘的質量可以不測,打點計時器使用交流電源,實驗時應先接通電源,后釋放紙帶.
正確利用所學物理規(guī)律解決實驗問題,熟練應用物理基本規(guī)律,因此這點在平時訓練中要重點加強.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源:2013屆廣西桂林中學高三8月月考物理試卷(帶解析) 題型:實驗題

(10分)在利用自由落體法驗證機械能守恒定律的實驗中:
(1)運用公式對實驗條件的要求是:打第一個點時重物的初速度為零。為此,所選擇的紙帶第1、2兩點間的距離應接近________.
(2)若實驗中所用重物的質量m=1 kg,打點紙帶如圖所示,打點時間間隔為0.02 s,則在記錄B點時,重物的速度vB=________,重物的動能Ek=________;從開始下落至重物到達B點,重物的重力勢能減少量是________,由此可得出機械能守恒的結論。

(3)根據(jù)紙帶算出相關各點的速度v,量出下落距離h,則以為縱軸、以h為橫軸作出的圖象應是下圖中的(  )

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(1)紙帶的________(用字母P或C表示)端與重物相連;
(2)打點計時器打下計數(shù)點B時,物體的速度VB=________m/s;(結果保留兩位有效數(shù)字)
(3)從起點P到打下計數(shù)點B的過程中物體的重力勢能減少量△EP=_______J,此過程中物體動能的增加量△Ek=______J;(g取9.8m/s2,結果保留兩位有效數(shù)字)
(4)通過計算,數(shù)值上△EP________△Ek(填“<”、“>”或“=”),這是因為__________________________________________________________________。

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科目:高中物理 來源:2015屆甘肅省高一下學期期末考試物理試卷(解析版) 題型:實驗題

在利用自由落體法驗證機械能守恒定律的實驗中:

(1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟,不恰當?shù)牟僮魇?u>     。

A.按照圖示的裝置安裝器件

B.將打點計時器接到電源的“直流輸出”上

C.釋放懸掛紙帶的夾子后,再接通電源開關打出一條紙帶,重復幾次

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E.根據(jù)測量的結果,驗證gh與v2是否相等

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(3)如圖所示是實驗中測得的一條紙帶,各點距O點的距離分別為d1,d2,d3,…,各相鄰點間的時間間隔為T,當?shù)刂亓铀俣葹間,則B點的速度表達式為vB =             。若B點和D點的速度vB、vD為已知量,要驗證物體從B到D的過程中機械能是否守恒,則需滿足                               關系,物體的機械能守恒。

(4)由這條紙帶還可以研究該重物下落過程的加速度,請寫出計算加速度的表達式

                          。

 

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科目:高中物理 來源:2012-2013學年廣西桂林中學高三8月月考物理試卷(解析版) 題型:實驗題

(10分)在利用自由落體法驗證機械能守恒定律的實驗中:

(1)運用公式對實驗條件的要求是:打第一個點時重物的初速度為零。為此,所選擇的紙帶第1、2兩點間的距離應接近________.

(2)若實驗中所用重物的質量m=1 kg,打點紙帶如圖所示,打點時間間隔為0.02 s,則在記錄B點時,重物的速度vB=________,重物的動能Ek=________;從開始下落至重物到達B點,重物的重力勢能減少量是________,由此可得出機械能守恒的結論。

(3)根據(jù)紙帶算出相關各點的速度v,量出下落距離h,則以為縱軸、以h為橫軸作出的圖象應是下圖中的(  )

 

 

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