為驗證機械能守恒定律，某同學(xué)在墻上固定一豎直標(biāo)尺，讓小鋼球在標(biāo)尺附近無初速度釋放，并啟動數(shù)碼相機的連拍功能，得到了如右圖所示的照片．已知相機連拍頻率為10張/秒，標(biāo)尺的單位為cm，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.8m/s2．
（1）為了獲得鋼球在B位置時的動能，需要求得經(jīng)B過位置時的速度vB，下列求法中正確的是
 
（填序號），其中T為連拍相鄰兩張照片的時間間隔；
A．vB=gT      B．vB=
2gSAB
      C．vB=
SAC
2T

（2）運用正確的方法可得鋼球在D位置的速度為vD
 
m/s（取三位有效數(shù)字）
（3）若要驗證鋼球在B、D兩點的機械能是否相等，除測定vB、vD外還需要測量的物理量及符號是
 
；需驗證的等式是
 
．造成本實驗系統(tǒng)誤差的原因有：
 
．
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分析：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．
驗證實驗過程中不能把要驗證的結(jié)論拿來應(yīng)用．根據(jù)勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度可以求出D點速度，
解答：解：（1）物體由靜止開始自由下落過程中受到空氣阻力和紙帶與打點計時器的摩擦阻力作用，不是自由落體運動，
vB=gT，vB=
2gSAB
都是自由落體運動的公式．若用這些公式進行分析，就不需要驗證了，相當(dāng)于用機械能守恒驗證機械能守恒．
根據(jù)勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度可以求出B點速度，即vB=
SAC
2T
．故AB錯誤，C正確．
故選：C．
（2）根據(jù)勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度可以求出D點速度，
vD=
XCE
2T
=
1.170-0.390
0.2
=0.390m/s
（3）若要驗證鋼球在B、D兩點的機械能是否相等，
需驗證的等式是
1
2
m
v
2
D
-
1
2
m
v
2
B
=mghBD，所以測定vB、vD外還需要測量的物理量是B、D間的距離，符號是hBD．
造成本實驗系統(tǒng)誤差的原因有：存在空氣阻力．
故答案為：（1）C
（2）0.390
（3）B、D間的距離hBD，
1
2
m
v
2
D
-
1
2
m
v
2
B
=mghBD，存在空氣阻力．
點評：能夠清楚該實驗的工作原理和實驗步驟，熟練應(yīng)用勻變速直線運動規(guī)律來解決紙帶問題是力學(xué)實驗中常見的問題，計算要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

為“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置示意圖．在實驗中，已知電磁打點計時器工作周期T=0.02s，自由下落的重錘質(zhì)量m=2kg，如圖（b）所示為某同學(xué)實驗后選出的一條理想的紙帶，O點是打出的第一個點，A、B、C是在紙帶上取出的三個計數(shù)點，AB、BC間各有一個點未畫出．經(jīng)測得A、B、C三點到O點的距離分別為：S1=12.9cm，S2=20.6cm，S3=28.9cm，g=9.80m/s2，完成以下問題：

1）紙帶的
左
左
端（選填“左”或“右’）與重物相連；
2）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點和
B
B
點來驗證機械能守恒定律；
3）從O點到所取點，重物重力勢能減少量△EP=
4.04
4.04
J，動能增加量△EK=
4.00
4.00
J；（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
4）由計算可得實驗的結(jié)論是
在誤差范圍內(nèi)，重物下落過程中機械能守恒
在誤差范圍內(nèi)，重物下落過程中機械能守恒
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

右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、導(dǎo)線、開關(guān)．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
BC
BC
．（填入正確選項前的字母）
A．秒表                    B．刻度尺
C．0～6V的交流電源        D．0～6V的直流電源
（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阻力
紙帶與打點計時器之間有摩擦阻力
、
刻度尺測量下落高度時有誤差
刻度尺測量下落高度時有誤差
．（寫出兩個原因）
（3）若已知打點計時器的電源頻率為50Hz、當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.80m/s2，重物質(zhì)量為m kg，實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖所示，其中O為第一個點，A、B、C為另外3個連續(xù)點，由圖中數(shù)據(jù)，可知重物由0點運動到B點重力勢能減少量△EP=
7.62m
7.62m
J，動能增量△EK=
7.59m
7.59m
J，得出的結(jié)論是
在誤差允許的范圍內(nèi)，物體的機械能守恒
在誤差允許的范圍內(nèi)，物體的機械能守恒
．（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

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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）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(xué)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(dāng)?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：

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．
（1）為完成此實驗，除了圖中所示器材，還需要的器材有
 

A．刻度尺     B．秒表
C．天平       D．“220V、50Hz”交流電源
（2）某同學(xué)實驗打出的紙帶如圖所示，“0”點是第一個打點（此刻速度為零），0、1、2、…、4為連續(xù)打下的點．各相鄰打點間的距離為S1、S2、…、S4．設(shè)打點計時器的打點時間間隔為T，實驗地點的重力加速度為g．為了驗證打下“0”點到打下“3”點過程中，重錘的機械能守恒，該同學(xué)利用υ=2gS3計算出打下“4”點時重錘的速度υ，你贊同嗎？請寫出你的看法．（若不贊同，請寫出你的方法．）
 
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（1）圖（a）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：鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、復(fù)寫紙、直尺、帶鐵夾的重物．為完成本實驗，除了所給的器材，還需要4～6V
 
電源（填直流或交流）
（2）在實驗中，已知電磁打點計時器工作周期T=0.02S，自由下落的重物質(zhì)量m=2kg，如圖（b）所示為某同學(xué)實驗后選出的一條理想的紙帶，O點是打出的第一個點，A、B、C是在紙帶上取出的三個計數(shù)點，AB、BC間各有一個點未畫出．經(jīng)測得A、B、C三點到O點的距離分別為：S1=12.9cm，S2=20.5cm，S3=28.9cm，g=10m/s2，完成以下問題：（計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）
①紙帶的
 
端與重錘連接（填左或右）．
②打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度vB=
 
m/s．
③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=
 
J，此過程中物體動能的增量△EK=
 
J．
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同步練習(xí)冊答案