某同學利用重物自由下落來“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置如圖（甲）所示．
（1）請指出實驗裝置中存在的明顯錯誤：
打點計時器不能接“直流電源”
打點計時器不能接“直流電源”
．
（2）進行實驗時，為保證重錘下落時初速為零，應
A
A
（選填A或B）．
A．先接通電源，再釋放紙帶
B．先釋放紙帶，再接通電源
（3）根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上連續(xù)打出的1、2、3、4四個點如圖（乙）示．已測出點1、2、3、4到打出的第一個點O的距離分別為h1、h2、h3、h4，打點計時器的打點周期為T．若代入所測數(shù)據(jù)能滿足表達式gh3=
1
8T2
(h4-h2)2
1
8T2
(h4-h2)2
，則可驗證重錘下落過程機械能守恒（用題目中已測出的物理量表示）．
分析：打點計時器應使用交流電源，重物釋放時應緊靠打點計時器．
先接通電源后，釋放紙帶，確保重鍾下落時初速度為零．
根據(jù)某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出3點的速度，再由減小的重力勢能轉化動能來驗證是否守恒．
解答：解：（1）打點計時器不能使用直流電源，應使用交流電源．
（2）當先接通電源后，紙帶釋放，打出紙帶的初速度才能為零；
（3）3點的速度等于DF段的平均速度，所以v3=
h4-h2
2T
，則此處的動能為EK=
1
2
m
v
2
3
=
m
8T2
(h4-h2)2；
只有當gh3=
1
8T2
(h4-h2)2時，才可驗證下落過程中，機械能是否守恒．
答案為：（1）打點計時器不能接“直流電源”（或打點計時器應接“交流電源”）
（2）A
（3）
1
8T2
(h4-h2)2
點評：解決本題的關鍵知道該實驗的原理以及注意事項，掌握求解瞬時速度的方法．同時若先釋放紙帶后接通電源，則紙帶的初速度不為零，則不能取開始打點的來驗證．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（一）在共點力合成的實驗中，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出力的圖示，如圖1．圖上標出了F1、F2、F、F′四個力，其中
F′
F′
（填上述字母）不是由彈簧秤直接測得的；若F與F′的
大小
大小
基本相等，
方向
方向
基本相同，說明共點力合成的平行四邊行定則得到了驗證．

（二）在驗證機械能守恒定律的實驗中，對于自由下落的重物，下述選擇的條件更為有利的是
CD
CD

A．只要足夠重就可以
B．只要體積足夠小就可以
C．既要足夠重，又要體積非常小
D．應該密度大些，還應便于夾緊紙帶，使紙帶隨同運動時不致扭曲
（三）某同學利用如圖2所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，弧形軌道末端水平，離地面的高度為H，將鋼球從軌道的不同高度h處靜止釋放，鋼球的落點距軌道末端的水平距離為s．若軌道完全光滑，s2與h的理論關系應滿足s2=
4Hh
4Hh
（用H、h表示）．
（四）在做“互成角度的兩個共點力的合成”的實驗中有以下實驗步驟，其合理順序是
CFDBEA
CFDBEA
（用相應字母表示）
A．通過改變兩個拉力的大小和方向，從而改變橡皮條的伸長，再重復做幾次；
B．只用一個彈簧秤，通過細繩把橡皮條的結點拉到同樣的位置O．記下彈簧秤的讀數(shù)和細繩的方向，按同樣比例作出這個力F′的圖示；
C．在桌面上放一塊方木板，在木板上墊一張白紙，把橡皮條一端固定在木板的A點；
D．記下兩個彈簧秤的讀數(shù)以及結點的位置，描下兩條細繩的方向，在紙上按比例作出力F1和F2的圖示，用平行四邊形定則求出（作出）合力F；
E．比較力F′用平行四邊形定則求出的力F，看它們在實驗誤差范圍內是否相等；
F．用兩條細繩結在橡皮條的另一端（即結點），通過細繩用兩個彈簧秤互成角度拉橡皮條，橡皮條伸長，使結點到達某一位置O．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某同學利用如圖所示的裝置驗證機械能守恒定律，實驗步驟如下：
A．把打點計時器固定在鐵架臺上，并用導線將打點計時器接在交    流電源上．
B．將連有重物的紙帶穿過限位孔，用手提著紙帶，使重物靜止地靠近打點計時器的地方．
C．松開紙帶，讓重物自由落下，同時接通電源．
D．更換紙帶，重復幾次，選點跡清晰的紙帶進行測量．
E．用天平測量重物的質量m．
（1）在上述實驗步驟中錯誤的是
C
C
，多余的是
E
E
．（填序號）
（2）該同學通過計算發(fā)現(xiàn)，重物動能的增加量小于重力勢能的減少量，主要原因是
紙帶通過打點計時器時存在阻力
紙帶通過打點計時器時存在阻力
．
（3）該同學完成實驗后，提出了以下幾條建議，你認為合理的是
AC
AC
．
A．選用重物時，質量大的比質量小的好
B．選用重物時，體積大的比體積小的好
C．安裝打點計時器時，兩限位孔必須在同一直線上
D．紙帶上選取的計數(shù)點應離起始點近一些．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）用油膜法估測分子的大�。�
實驗中將每個油酸分子視為球形模型，并讓油酸盡可能地在水面上擴展開，則形成的油膜可視為
 
．若已知滴入水中的酒精油酸溶液中所含的純油酸的體積為V，油膜的面積為S，由此可估算出油酸分子的直徑為
 
．
（2）如圖甲，用包有白紙的質量為1.00kg的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在電動機上并隨之勻速運動．當接通電源待電機穩(wěn)定轉動后，燒斷懸掛圓柱棒的細線，圓柱棒自由下落，毛筆可在圓柱棒的紙上畫出記號．圖乙是按正確操作順序畫出的一條紙帶，圖中O是畫出的第一個痕跡，A、B、C、D、E、F、G是依次畫出的痕跡，設毛筆接觸棒時不影響棒的運動．測得痕跡之間沿棒方向的距離依次為OA=26.0mm、AB=50.0mm、BC=74.0mm、CD=98.0mm、DE=122.0mm、EF=146.0mm，已知電動機銘牌上標有“1200r/min”字樣，由此驗證機械能守恒定律．根據(jù)以上內容，可得：
①根據(jù)乙圖所給的數(shù)據(jù)，可知毛筆畫下痕跡B、E兩時刻間棒的動能變化量為
 
J，重力勢能的變化量為
 
J，由此可得出的結論是
 
．（g取9.80m/s2，結果保留三位有效數(shù)字）
②實驗中某同學利用獲得的實驗數(shù)據(jù)同時測定了當?shù)氐闹亓铀俣萭的值．假設OF間的距離為h，EG間的距離s．電動機轉動頻率用f表示．有下面三種方法求重力加速度的值，分別是：
 

A．根據(jù)h=
1
2
gt2，其中t=
6
f
，求得：g=
2hf2
62

B．根據(jù)vF=gt，其中t=
6
f
，而vF=
s
2T
（其中T=
1
f
），求得：g=
sf2
12

C．根據(jù)
v
2
F
=2gh，而vF=
s
2T
，（其中T=
1
f
），求得：g=
s2f2
8h

你認為用哪種方法比較妥當？其它方法可能存在的問題是什么？
答：
 
．
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科目：高中物理 來源：2012屆廣東省河源市連平縣忠信中學高三第16周周考物理試題 題型：實驗題

(一).在共點力合成的實驗中，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出力的圖示，如圖。圖上標出了F1、F2、F、F′ 四個力，其中______（填上述字母）不是由彈簧秤直接測得的；若F與F′的________基本相等,_______基本相同，說明共點力合成的平行四邊行定則得到了驗證。
(二).在驗證機械能守恒定律的實驗中，對于自由下落的重物，下述選擇的條件更為有利的是(       )
A．只要足夠重就可以
B．只要體積足夠小就可以
C．既要足夠重，又要體積非常小
D．應該密度大些，還應便于夾緊紙帶，使紙帶隨同運動時不致扭曲

（三）.某同學利用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，弧
形軌道末端水平，離地面的高度為H，將鋼球從軌道的不同高度h處
靜止釋放，鋼球的落點距軌道末端的水平距離為s．
若軌道完全光滑，s2與h的理論關系應滿足s2=____（用H、h表示）．
（四）.在做“互成角度的兩個共點力的合成”的實驗中有以下實驗步
驟，其合理順序是____________________（用相應字母表示）
A．通過改變兩個拉力的大小和方向，從而改變橡皮條的伸長，再重復做幾次；   
B．只用一個彈簧秤，通過細繩把橡皮條的結點拉到同樣的位置O．記下彈簧秤的讀數(shù)
和細繩的方向，按同樣比例作出這個力F’的圖示；
C．在桌面上放一塊方木板，在木板上墊一張白紙，把橡皮條一端固定在木板的A點；
D．記下兩個彈簧秤的讀數(shù)以及結點的位置，描下兩條細繩的方向，在紙上按比例作出力F1和F2的圖示，用平行四邊形定則求出（作出）合力F；
E．比較力F’用平行四邊形定則求出的力F，看它們在實驗誤差范圍內是否相等；
F.用兩條細繩結在橡皮條的另一端（即結點），通過細繩用兩個彈簧秤互成角度拉橡
皮條，橡皮條伸長，使結點到達某一位置O；

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科目：高中物理 來源：2012-2013學年江蘇大豐高級中學高三上學期期中考試物理試卷（解析版） 題型：實驗題

某同學利用一立方體進行“驗證機械能守恒定律”實驗，

①．用精度是0.01 mm的螺旋測微器對物體邊長進行測量，圖中的螺旋測微器讀數(shù)為5.620 mm，請在刻度線旁邊的方框內標出相應的數(shù)值以符合給出的讀數(shù)．固定刻度為   ，下面可動刻度為     ，上面可動刻度為    。

立方體的質量m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出了一系列的點，如圖所示，相鄰記數(shù)點間的時間間隔為0.02s，長度單位是cm，g取9.8m/s2．求：

②．打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度vB=__________m/s(保留兩位有效數(shù)字)．?

③．從起點O到打下記數(shù)點B的過程中，物體重力勢能減小量ΔEP =_____ ______J，動能的增加量ΔEk =_________________J（保留兩位有效數(shù)字）．?

④．即使在實驗操作規(guī)范、數(shù)據(jù)測量及數(shù)據(jù)處理很準確的前提下，該實驗求得的ΔEp也一定略大于ΔEk，這是實驗存在系統(tǒng)誤差的必然結果，試分析該系統(tǒng)誤差產生的主要原因       __________。

 

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