精英家教網(wǎng)如圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平等．
①為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有
 

A、米尺   B、秒表  C、4～6V的直流電源   D、4～6V的交流電源
②自由落下的重錘質(zhì)量要大一些，這是為了減少
 
對實驗的影響．
③實驗中需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h．某班同學利用實驗得到的紙帶，設計了以下四種測量方案．正確的是
a．用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t，通過v=gt計算出瞬時速度v0
b．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v=（2gh）1/2計算出瞬時速度
c．根據(jù)做勻速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度，并通過計算出高度h
d．用刻度尺測出物體下落的高度h，根據(jù)做勻速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v0．
分析：（1）題的關(guān)鍵是明確：打點計時器是專門用來通過打點計時的儀器，因此所有使用打點計時器的實驗均不需要秒表，另外打點計時器只能使用交流電源；
（2）只有當受到摩擦阻力較小時，機械能才守恒；
（3）題的關(guān)鍵是明確通過驗證減少的重力勢能mgh是否與增加的動能
1
2
mv2相等，來驗證機械能是否守恒，在處理數(shù)據(jù)時，高度h必須用刻度尺測量，速度v必須根據(jù)v
t
2
=
x
t
來求，不能通過運動學公式來算出，否則得不到實驗驗證．
解答：解：（1）除了所給器材，還需要米尺和交流電源，故選：AD．
（2）自由落下的重錘質(zhì)量要大一些，目的是減小受到的摩擦阻力，從而確保機械能守恒．
（3）A、B、瞬時速度應由紙帶根據(jù)v
t
2
=
x
t
 求出，因為重物下落過程中受到阻力作用，實際加速度小于當?shù)刂亓铀俣�，不能用v=
2gh
 來求速度，故AB錯誤；
C、應用米尺量出紙帶下落高度，不能用h=
1
2
gt2求高度，所以C錯誤；
D、下落高度應用米尺測量，根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測出瞬時速度，故D正確．
故答案為：①AD；   ②阻力； ③d．
點評：明確各種實驗儀器的使用方法和實驗的實驗原理是解決實驗問題的關(guān)鍵，注意實驗過程中盡量減小摩擦阻力的影響，同時掌握瞬時速度通過實驗數(shù)據(jù)算出，而不是理論推算，下落高度是通過刻度尺來測量而得．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平．回答下列問題
（1）為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有
AD
AD
．（填入正確選項前的字母）
A、米尺    B、秒表    C、4～6V的直流電源    D、4～6V的交流電源
（2）實驗中誤差產(chǎn)生的原因有
紙帶與打點計時器之間有摩擦，用米尺測量紙帶上點的位置時讀數(shù)有誤差
紙帶與打點計時器之間有摩擦，用米尺測量紙帶上點的位置時讀數(shù)有誤差
．（寫出兩個原因）
（3）有4條用打點計時器（所用交流電頻率為50Hz）打出的紙帶 A、B、C、D，其中一條是做“驗證機械能守恒定律”實驗時打出的．為找出該紙帶，某同學在每條紙帶上取了點跡清晰的、連續(xù)的4個點，用刻度尺測出相鄰兩個點間距離依次為S1、S2、S3．請你根據(jù)下列S1、S2、S3的測量結(jié)果確定該紙帶為
C
C
．（已知當?shù)氐闹亓铀俣葹?.791m/s2）
A.61.0mm  65.8mm  70.7mm   B.41.2mm  45.1mm  53.0mm
C.49.6mm  53.5mm  57.3mm   D.60.5mm  60.6mm  u.61.0mm．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

如圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．

（1）實驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h．某班同學利用實驗得到的紙帶，設計了以下四種測量方案．
A．用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t，通過v=gt計算出瞬時速度；
B．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v=
2gh
計算出瞬時速度；
C．根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v，并通過h=
v2
2g
計算出高度h；
D．用刻度尺測出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v．
以上方案中只有一種正確，正確的是
D
D
．（填入相應的字母）
（2）某同學按照正確操作選的紙帶如圖所示，其中O是起始點，A、B、C、D、E是打點計時器連續(xù)打下的5個點，打點頻率為50Hz，該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C、D、E各點的距離，并記錄在圖中（單位：cm），重錘的質(zhì)量為m=0.1kg，重力加速度g=9.80m/s2．根據(jù)以上數(shù)據(jù)當打點計時器打到D點時，重物重力勢能的減少量為
0.190
0.190
J，動能的增加量為
0.186
0.186
J．（要求計算數(shù)值保留三位有效數(shù)字）
（3）實驗中誤差產(chǎn)生的原因
①下落過程中存在阻力作用；②長度的測量時存在誤差；
①下落過程中存在阻力作用；②長度的測量時存在誤差；
．（寫出兩個原因）
（4）通過作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù)，提高實驗的準確程度．從紙帶上選取多個點，測量從第一點到其余各點的下落高度h，并計算各點速度的平方v2，然后以
1
2
v2
1
2
v2
為縱軸，以
h
h
為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出圖線．若在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，圖線是一條過原點且斜率為g的直線，則驗證了機械能守恒定律．
（5）該裝置也可用于精度要求不是很高的重力加速度g的測量，依據(jù)第（2）問中選取的紙帶可計得重力加速度g
9.69
9.69
m/s2．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平．回答下列問題．
（1）為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有
AD
AD
．（填入正確選項前的字母）
A．米尺
B．秒表
C.4～6V的直流電源
D.4～6V的交流電源
（2）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
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．用天平測出重錘的質(zhì)量；
D．先接通電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶；
E．測量紙帶上某些點間的距離；
F．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．
其中操作不當?shù)牟襟E是
B
B
．
（3）實驗中誤差產(chǎn)生的原因有
紙帶與打點計時器之間有摩擦，重錘下落過程中受到空氣阻力等．
紙帶與打點計時器之間有摩擦，重錘下落過程中受到空氣阻力等．
．（寫出兩個原因）
（4）利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度．的數(shù)值．根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上連續(xù)的五個點A、B、C、D、E，測出各點之間的距離如下圖所示．使用交流電的頻率為，則計算重錘下落的加速度的表達式a=
(s3+s4-s1-s2)f2
4
(s3+s4-s1-s2)f2
4
．（用sΘ、sΡ、s?、s⊥及?表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

精英家教網(wǎng)如圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電火花打點計時器、紙帶、帶夾子的重錘、天平．回答下列問題：
（1）為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有
 
．（填入正確選項前的字母）．
A．毫米刻度尺
B．秒表
C．0～12V的可調(diào)節(jié)直流電源
D．0～220V的可調(diào)節(jié)交流電源
（2）用打點計時器打出一條紙帶，前后要連續(xù)進行一
系列的操作，你認為需要并合理的步驟是
 
．（選出下列幾點中需要的字母后按合理順序排列）
A．釋放紙帶B．接通電源C．取下紙帶D．切斷電源
（3）釋放紙帶前的瞬間，重錘和手的位置合理的是
 
（填“甲”、“乙”或“丙”）
（4）下列所說的實驗中涉及到的處理方法或?qū)嶒灲Y(jié)果，其中正確的是
 

A．該實驗中即使不用天平測重錘的質(zhì)量，同樣也可以驗證機械能守恒定律
B．該實驗選取的紙帶，測量發(fā)現(xiàn)所打的第一和第二點間的距離為1.7mm，表明打點計時器打第一點時重錘的速度不為零
C．本實驗中需要直接測量得到的物理量是重錘下落的高度，通過計算得到的是當?shù)氐闹亓铀俣戎岛退俣戎?br />D．為了計算方便，本實驗中先選一條打點計時器打第一點時重錘的速度為零的清晰紙帶，然后通過對紙帶的測 量、分析，求出當?shù)氐闹亓铀俣鹊闹�，再代入表達式：mgh=
1
2
mv2進行驗證
E．本實驗中，實驗操作非常規(guī)范，數(shù)據(jù)處理足夠精確，實驗結(jié)果一定是mgh略大于
1
2
mv2，不可能出現(xiàn)
1
2
mv2略大于mgh．

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