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在用自由落體運動驗證機械能守恒定律的實驗中: 【查看更多】

在用自由落體運動驗證機械能守恒定律的實驗中，已知打點計時器打點時間間隔為T，查得當?shù)刂亓铀俣萭，測出所用重物的質量m，實驗中得到一條點跡清晰的紙帶，O為重物開始下落時記錄的點，另選連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量點，經(jīng)測量知道A、B、C、三點到D點的距離分別為x₁、x₂、x₃，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知，打點計時器打C點時重物的動能為

m

x

2

8T2

m

x

2

8T2

，從A點到C點重物的重力勢能的減少量為

mg（x₁-x₃）

．（用m、g、x₁、x₂、x₃等量表示）

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在用自由落體運動驗證機械能守恒定律時，某同學按照正確的操作選得紙帶如圖．其中O點是起始點，A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的三個點，該同學用毫米刻度尺測量O點到A、B、C各點的距離，并記錄在圖中（單位cm）．已知打點計時器電源頻率為50Hz，重錘質量為m，當?shù)刂亓铀俣萭=9.80m/s²．

（1）這三組數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是

OC

．
（2）該同學用重錘取OB段的運動來驗證機械能守恒定律，先計算出該段重錘重力勢能的減小量為

1.22m

，打點計時器打下的第一個點是O，計算跟B點對應的物體的瞬時速度，得到動能的增加量為

1.20m

（均保留三位有效數(shù)字）．這樣他發(fā)現(xiàn)重力勢能的減小量

大于

（填“大于”或“小于”）動能的增加量，造成這一誤差的原因是

紙帶與打點計時器之間有摩擦使機械有少量的損失

．

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在用自由落體運動驗證機械能守恒定律時，某同學按照正確的操作選得紙帶如測圖4-6．其中O點是起始點，A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的三個點，該同學用毫米刻度尺測量O點到A、B、C各點的距離，并記錄在圖中（單位cm）．已知打點計時器電源頻率為50Hz，重錘質量為m=2kg，當?shù)刂亓铀俣萭=9.80m/s²

（1）用公式mv²/2=mgh時，對紙帶上起始點的要求是

紙帶的第一個點O為紙帶的起始點

，為此目的，所選擇的紙帶一、二兩點間距應接近

2

．mm
（2）根據(jù)上圖所得數(shù)據(jù)，取O點到B點的運動過程來驗證機械能守恒定律，該段過程重錘重力勢能的減小量為

2.43

J，物體從O點到B點過程動能的增加量為

2.40

J（均保留三位有效數(shù)字）．這樣他發(fā)現(xiàn)重力勢能的減小量

大于

（填“大于”或“小于”）動能的增加量，造成這一誤差的原因是

重錘拉著紙帶落下時受到了阻力

．
（3）根據(jù)紙帶算出相關各點的速度υ，量出下落距離h，則以V²為縱軸，以h為橫軸畫出的圖線應是如下圖中的

C

．

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在用自由落體運動驗證機械能守恒定律時，某同學按照正確的操作選得紙帶如圖3.其中O是起始點，A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的三個點，該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點的距離，并記錄在圖中（單位cm）.?

已知打點計時器電源頻率為50 Hz，重錘質量為m，當?shù)刂亓铀俣萭=9.80 m/s².?

圖3

（1）這三個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是_______.?

（2）該同學用重錘取OB段的運動來驗證機械能守恒定律，先計算出該段重錘重力勢能的減少量為_______，接著從打點計時器打下的第一個點O數(shù)起，數(shù)到圖中B點是打點計時器打下的第九個點，他用v_b=gt計算跟B點對應的物體的瞬時速度，得到動能的增加量為_______（均保留三位有效數(shù)字）.這樣他發(fā)現(xiàn)重力勢能的減少量_______（填“大于”或“小于”）動能的增加量，造成這一錯誤的原因是_________________.?

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在用自由落體運動驗證機械能守恒定律時，某同學按照正確的操作選得紙帶如圖.其中O點是起始點，A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的三個點，該同學用毫米刻度尺測量O點到A、B、C各點的距離，并記錄在圖中（單位cm）.

已知打點計時器電源頻率為50Hz，重錘質量為m，當?shù)刂亓铀俣?i>g=9.80m/s².

（1）這三組數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是_______________.

（2）該同學用重錘取OB段的運動來驗證機械能守恒定律，先計算出該段重錘重力勢能的減小量為_________，接著從打點計時器打下的第一個點O數(shù)起，數(shù)到圖中B點是打點計時器打下的第9個點，他用v_B=gt計算跟B點對應的物體的瞬時速度，得到動能的增加量為___________（均保留三位有效數(shù)字）.這樣他發(fā)現(xiàn)重力勢能的減小量__________（填“大于”或“小于”）動能的增加量，造成這一錯誤的原因是____________.

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一、選擇題：每小題4分，共40分。全部選對的得4分，選對但選不全的得2分，有選錯或不答的得0分。

題號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

答案

B

C

A

BD

A

B

A

BC

A

二、填空題：每空2分，共20分

11. 18

12. m_A ，m_A ，0 ，

13. 0.174 0.175

在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，物體減少的重力勢能等于其增加的動能，物體自由下落過程中機械能守恒

14. C 重力加速度

三、計算題：每小題10分，共40分

15. (1)飛機水平速度不變 ①

豎直方向加速度恒定 ②

由牛頓第二定律 Fmg=ma ③

④

（2）升力做功 W =Fh=mgh(1+) ⑤

在h處 ⑥

∴ ⑦

評分標準：③⑤⑦式，各2分；①②④⑥式，各1分。共10分

16.當A固定不動時，B受到?jīng)_量后以A為圓心做圓周運動，只有重力做功，機械能守恒.在水平位置時B的重力勢能應等于其在最低位置時獲得的動能

Mgh=E_k①

E_k= ②

I=p0 ③

若A不固定，B向上擺動時A也要向右運動，當B恰能擺到水平位置時，它們具有相同的水平速度，把A、B看成一個系統(tǒng)，此系統(tǒng)除重力外，其他力不做功，機械能守恒。又在水平方向上系統(tǒng)不受外力作用，所以系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，設M在最低點得到的速度為v₀，到水平位置時的速度為v.

Mv₀=(M+m)v ④

Mv₀²=(M+m)v²+Mgh. ⑤

I′=Mv₀ ⑥

I′= ⑦

評分標準：③④⑤式，各2分；①②⑥⑦式，各1分。共10分

17.木塊放上小車后做勻加速運動至與小車達到共同速度v

對木塊 ①

木塊達到v所需時間 ②

這段時間內(nèi)小車的位移 ③

小車勻速運動 F = ④

W=Fs ⑤

所以 W=mv²⑥

評分標準：①②③④每式各2分，⑤⑥式各1分。共10分。

18. 設彈簧勁度系數(shù)為k，小球與乙木塊相碰前的速度為v₀，橡皮泥小球與乙木塊相碰后的共同速度為v₁，彈性小球與乙木塊相碰后乙木塊的速度為v₂，小球的速度為v₃，乙木塊到達最高點的速度為v₄。乙木塊到達最高點時，彈簧的升長為h₁。小球碰后到甲木板將要離開地面過程中彈簧增加的彈性勢能為ΔE。

當甲、乙木塊及彈簧均處于靜止狀態(tài)時，由胡克定律得：

　　　　 ①