在“驗證機械能守恒”的實驗中，已知打點記時器所用的電源的頻率50Hz，查得當?shù)刂亓铀俣葹間=9.8m/s2，測得所用的重物的質量為1.00kg．實驗中得到一條如圖所示點跡清晰的紙帶，把第一個點記作O，另選連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量的點，經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到C點，重力勢能的減少量等于
 
焦，動能的增加量等于
 
焦（取3位有效數(shù)字）．從而可以得出結論：
 

精英家教網(wǎng)
分析：紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度，從而求出動能，根據(jù)功能關系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值，求出物體下落時重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等即可驗證，但是由于存在誤差，物體下落時克服阻力做功，因此重力勢能的減小量略大于動能的增加量．
解答：解：重力勢能減小量為：△Ep=mgh=1.0×9.8×0.7776J=7.62J．
在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，因此有：
vC=
XBD
2T
=
0.8573-0.7018
2×0.02
m/s≈3.89m/s
△Ek=
1
2
mvC2=
1
2
×1×3.892J=7.56J；
根據(jù)計算結果可以得出該實驗的實驗結論：在允許的范圍內，重錘減小的重力勢能等于其動能的增加，驗證了機械能守恒定律．
故答案為：7.62；7.56；在允許的范圍內，重錘減小的重力勢能等于其動能的增加，驗證了機械能守恒定律．
點評：紙帶問題的處理時力學實驗中常見的問題，對于這類問題要熟練應用運動學規(guī)律和推論進行求解，計算過程中要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

在“驗證機械能守恒定律”的一次實驗中，質量m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點，如圖所示（相鄰記數(shù)點時間間隔為0.02s），那么：
（1）紙帶的
P
P
（用字母表示）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=
0.98
0.98
m/s；
（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=
0.49
0.49
J，此過程中物體動能的增加量△Ek=
0.48
0.48
J；（g取9.8m/s2，保留兩位小數(shù)）
（4）通過計算，數(shù)值上△EP
＞
＞
△Ek（填“＜”、“＞”或“=”），這是因為
有機械能損失
有機械能損失
；
（5）實驗的結論是：
在誤差允許范圍內，重物下落的機械能守恒．
在誤差允許范圍內，重物下落的機械能守恒．
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，所用電源的頻率為50Hz，當?shù)刂亓铀俣萭=9.80m/s2，重物質量為1.00kg．實驗所得紙帶如圖所示．第一個點記作O，另選連續(xù)的4個點A、B、C、D，OA=62.99cm，OB=70.14cm，OC=77.76cm，OD=85.73cm．由此可知由O點運動到C點，重物動能的增加量為
7.61
7.61
J，重力勢能的減少量為
7.62
7.62
J．（要求保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，打點計時器打點周期為T，當?shù)刂亓铀俣鹊闹禐間，測得所用重物的質量為m．若按實驗要求正確地選出紙帶進行測量，量得連續(xù)三點A、B、C到第一個點的距離如圖所示，那么，
（1）打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度vB=
s3-s1
2T
s3-s1
2T
；
（2）從起點O到打下計數(shù)點B的過程中重力勢能減少量是△Ep=
mgs2
mgs2
，此過程中物體動能的增加量：△Ek=
m(s3-s1)2
8 T2
m(s3-s1)2
8 T2
；
（3）在實際操作中，通過計算發(fā)現(xiàn)△Ep
＞
＞
△Ek（填“＞”“=”或“＜”），這是因為
摩擦阻力造成的影響
摩擦阻力造成的影響
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，質量為m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點，如圖所示（相鄰計數(shù)點時間間隔為0.04s），單位為cm，那么：
（1）紙帶的
左
左
端與重物相連（填“左”或“右”）
（2）打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度vB=
4.25m/s
4.25m/s
．
（3）從起點O到打下計數(shù)點B的過程中物體重力勢能的減少量△EP=
2.28J
2.28J
，此過程中物體的動能的增加量△Ek=
2.26J
2.26J
．（g取9.8m/s2）
（4）通過計算，數(shù)值上△Ek
＜
＜
△EP（填“＞”、“=”、“＜”），這是因為
重物下落過程中受到阻力作用
重物下落過程中受到阻力作用
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

精英家教網(wǎng)（1）在“驗證機械能守恒定律“的實驗中，打點計時器接在電壓為6V、頻率為50Hz的交流電源上，自由下落的重物質量為lkg．圖所示為一條理想的紙帶，單位是cm，g取9.8m/s2，O、A之間有幾個計數(shù)點沒畫出．
①打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度vB=
 
．
②從起點O到打下計數(shù)點B的過程中，重力勢能的減少量
△Ep=
 
，此過程中物體動能的增量△Ek=
 
．
③如果以v2/2為縱軸，以下降高度h為橫軸，根據(jù)多組數(shù)據(jù)繪出v2/2-h的圖象，這個圖象應該是
 
．且圖象上任意兩點的縱坐標之差與橫坐標之差的比等于
 
．
（2）（8分）某同學想測量一段電阻絲的電阻率，其中使用了自己利用電流表改裝的電壓表．整個實驗過程如下：
A．測量電流表的內阻．按圖1連接電路，將電位器R調到接入電路的阻值最大．閉合開關S1，調整R的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度；然后保持R的阻值不變，合上開關S2，調整電阻箱R′的阻值，使電流表指針達到半偏，記下此時R′的阻值；
B．計算出改裝電壓表應串聯(lián)的電阻R0的值．將電阻R0與電流表串聯(lián)，則R0與電流表共同構成一個新的電壓表；
C．將改裝的電壓表與標準電壓表接入如圖2所示的校準電路，對改裝的電壓表進行校準；
D．利用校準后的電壓表和另一塊電流表，采用伏安法測量電阻絲的電阻；
E．測量電阻絲的直徑和接入電路的電阻絲的長度；
F．計算出電阻絲的電阻率．
精英家教網(wǎng)
根據(jù)上述實驗過程完成下列問題：
（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，選不同的位置測量3次，求出其平均值d．其中一次測量結果如圖3所示，圖中讀數(shù)為
 
mm；
（2）已知電流表的滿偏電流為200?A，若當電流表指針偏轉到正好是滿偏刻度的一半時R′的阻值為500Ω．要求改裝后的電壓表的量程為2V，則必須給電流表串聯(lián)一個阻值為R0=
 
Ω的電阻；
（3）在對改裝后的電壓表進行校準時，發(fā)現(xiàn)改裝后的電壓表的測量值總比標準電壓表的測量值小一些，造成這個現(xiàn)象的原因是
 

A．電流表內阻的測量值偏小，造成串聯(lián)電阻R0的阻值偏小
B．電流表內阻的測量值偏大，造成串聯(lián)電阻R0的阻值偏小
C．電流表內阻的測量值偏小，造成串聯(lián)電阻R0的阻值偏大
D．電流表內阻的測量值偏大，造成串聯(lián)電阻R0的阻值偏大
（4）在利用校準后的電壓表采用伏安法測量電阻絲的電阻時，由于電壓表的表盤刻度仍然是改裝前電流表的刻度，因此在讀數(shù)時只能讀出電流表指示的電流值a．測量電阻絲的電阻時，可以讀得一系列a和對應流經(jīng)電阻絲的電流b．該同學根據(jù)這一系列a、b數(shù)據(jù)做出的a-b圖線如圖所示，根據(jù)圖線可知電阻絲的電阻值為
 
Ω．
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