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用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,据此验证机械能守恒定律.
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C.用天平测出重锤的质量
D.释放纸带,立即接通电源开关打出一条纸带;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是______(将其选项对应的字母填在横线处)
(2)在验证机械能守恒定律的实验中,若以v2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出v2---h的图象应是______,才能验证机械能守恒定律;v2---h图象的斜率等于______的数值.
(1)B:将打点计时器应接到电源的“交流输出”上,故B错误.
C:因为我们是比较mgh、
1
2
mv2的大小关系,故m可约去比较,不需要用天平.故C错误.
D:因为我们是比较mgh、
1
2
mv2的大小关系,故m可约去比较,不需要用天平.
开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后再释放重锤,让它带着纸带一同落下,如果先放开纸带让重物下落,再接通打点计时时器的电源,由于重物运动较快,不利于数据的采集和处理,会对实验产生较大的误差.故D错误.
故选:BCD.
(2)利用v2-h图线处理数据,物体自由下落过程中机械能守恒,mgh=
1
2
mv2
即v2=2gh
所以以v2为纵轴,以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线.
那么v2-h图线的斜率就等于2g.
故答案为:(1)BCD;(2)过原点的倾斜直线,2g.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,位于竖直方向的轻弹簧下端固定在水平面上,一个钢球从弹簧的正上方自由落下,在小球向下压缩弹簧的整个过程中,弹簧形变均在弹性限度内,则从小球开始运动到最低点的过程中,以下说法正确的是(  )
A.小球的加速度先不变后一直增大
B.接触弹簧后的小球的动能不断减小
C.小球动能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
D.小球机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图1为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带,带铁夹的重锤.回答下列问题:
①为完成此实验,除了所给的器材外,还需要的器材有______(填正确选项前的字母)
A.毫米刻度尺B.机械秒表
C.4~6V的直流电源 D.4~6V的交流电源
②下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器材
B.将打点计时器接到电源的“交流输出”上
C.放开纸带后,接通电源,使计时器在纸带上打出点迹
D.测量纸带上所选计数点间的距离
E.根据测量的结果验证重锤下降过程中机械能是否守恒
以上操作一定有误的一个步骤是______(填正确选项前的字母)
③根据打出的纸带,可以间接测出计时器打下某点时所对应的纸带速度大小,选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E,测出各点之间的距离如图2所示.所使用交流电的频率为f,则计算打下点C时纸带的速度v=______(用x1、x2、x3、x4及f表示)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图1所示的甲或乙方案来进行.
(1)比较这两种方案,______(选填“甲”或“乙”)方案好些,

(2)图2是(1)中某种方案得到的一条纸带,测得每两个计数点间的距离如图中所示,已知每两个计数点之间的时间间隔T=0.1s.物体运动的加速度a=______;该纸带是采用______(选填“甲”或“乙”)实验方案得到的.
(3)图3是采用甲方案时得到的一条纸带,在计算图中N点速度时,几位同学分别用下列不同的方法进行,其中正确的是______
A.vN=gnT;B.vN=
xn+xn+1
2T
; C.vN=
dn+1-dn-1
2T
;D.vN=g(n-1)T.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图1所示,是用落体法验证机械能守恒定律的实验,
(1)某同学列举了该实验的几个步骤,其中不正确或没有必要的是______(填序号即可)
A.正确安装好实验仪器
B.将打点计时器接到学生电源的直流输出端上
C.用天平测出下落重物的质量,且精确到0.01kg
D.实验中,需保持提纸带的手不上下移动,且保证纸带竖直
E.为了使打出来的第一个点清晰,应该先释放纸带再接通打点计时器电源开关
F.在纸带上离起始点较远的地方选择几个连续的点,测出它们距起始点的距离
(2)在实验中,得到一条纸带如图2所示,把第一点记作O(此时纸带速度为零),打点记时器打点的周期为T,有关长度在图中已标明.则打点记时器打出N点时,重锤的重力势能减少量为______和动能的增加量为______.(图中量为已知量,重锤质量用m表示)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

(1)某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受合力F及质量m关系的实验,图34-1为实验装置简图.
①他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为下列哪二项说法是正确的:______
A.要平衡摩擦力B.实验时不需要平衡摩擦力
C.钩码的重力要远小于小车的总重力D.小车的总重力要远小于钩码的重力
②若要用图1装置验证合外力的功与动能变化之间的关系,在①的基础上,某同学用天平称量小车的总质量M.用弹簧秤称出钩码的总重力G.让钩码带动小车加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则本实验最终要验证的数学表达式为______.(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量).
(2)①某同学用如题图2所示的装置来探究机械能守恒定律:实验中,得到了甲、乙、丙三条实验纸带,如图3所示,则应选______纸带好.

在实验中若所用重物的质量为1.00kg,当地的重力加速度为g=9.80m/s2,在某次实验中得到一条点迹清晰的纸带,如图4所示,把第一个点记作O,另选取连续的4个点A、B、C、D作为测量的点,经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm,70.18cm,77.76cm、85.73cm.
②根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能的减少量等于______J,动能的增加量等于______J(取三位有效数字).
③由以上的计算结果可看出,重物由O点运动到C点,重力势能的减少量______于动能的增加量,试简单阐述造成这一结果的两个理由______、______.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

小李同学用如图1所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验.已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,查得当地重力加速度g=9.80m/s2,测得所用重物的质量为1.00kg.小李同学选用实验中得到的一条点迹清晰的纸带,把运动的起始点记作O,另选连续3个点A、B、C作为测量点,且A、B、C各点到O点的距离如图2所示.根据以上数据,可知重物由O点运动到B点过程中,重力势能的减少量等于______J,动能的增加量等于______J(结果保留3位有效数字).

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图1所示是用重锤做自由落体运动来“验证机械能守恒定律”的实验装置.
(1)为了减小实验误差,下列措施可行的是______(填写代号)
A.重锤选用体积较大且质量较小的
B.重锤选用体积较小且质量较大的
C.打点计时器应固定在竖直平面内
D.应先放手让重锤拖着纸带运动,再通电让打点计时器工作
(2)某同学选取了一条纸带进行测量研究.他舍去了这条纸带上前面比较密集的点,对后面间距较大的且相邻的六个点进行了如图2所示的测量.已知当地的重力加速度为g,使用的交变电源周期为T,则要验证机械能守恒的表达式为______(用x1、x2、x3、T、g表示).
(3)某同学实验计算结果时发现重物重力势能的减少量△Ep略大于动能的增加量△Ek,本实验中引起误差的主要原因是______.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分) 如图所示,质量m1=0.1 kg,电阻R1=0.3 Ω,长度l=0.4 m的导体棒ab横放在U形金属框架上.框架质量m2=0.2 kg,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数μ=0.2. 相距0.4 m的MM′、NN′相互平行,电阻不计且足够长.电阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5 T.垂直于ab施加F=2 N的水平恒力,ab从静止开始无摩擦地运动,始终与MM′、NN′保持良好接触.当ab运动到某处时,框架开始运动.设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2.

(1)求框架开始运动时ab速度v的大小;
(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中,MN上产生的热量Q=0.1 J,求该过程ab位移x的大小.

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