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在驗證機械能守恒定律的實驗中:
(1)用公式
1
2
mv2=mgh時對紙帶上起點的要求是
重錘是從初速度為零開始
重錘是從初速度為零開始
,為此,所選擇的紙帶第一、第二兩點間距離應接近
2mm
2mm

(2)若實驗中所用重物的質量m=1kg,打點紙帶如圖甲所示,打點時間間隔為0.02s,則記錄B點時,重物的速度vB=
0.59m/s
0.59m/s
,重物動能EkB=
0.174J
0.174J
.從開始下落到至B點,重物的重力勢能減少量是
0.173J
0.173J
,因此可得出的結論是
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

(3)根據紙帶算出相關各點的速度v,量出下落距離h,則以
v2
2
為縱軸,以h為橫軸畫出的圖線應是如圖乙中的
C
C
分析:書本上的實驗,我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數據處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚.
紙帶法實驗中,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和加速度,從而求出動能.根據功能關系得重力勢能減小量等于重力做功的數值.
對于物理量線性關系圖象的應用我們要從兩方面:
1、從物理角度找出兩變量之間的關系式
2、從數學角度找出圖象的截距和斜率,兩方面結合解決問題.
解答:解:(1)用公式
1
2
mv2=mgh時,對紙帶上起點的要求是重錘是從初速度為零開始,
打點計時器的打點頻率為50 Hz,打點周期為0.02 s,重物開始下落后,在第一個打點周期內重物下落的高度所以所選的紙帶最初兩點間的距離接近2mm,
h=
1
2
gT2
=×9.8×0.022 m≈2 mm.
(2)利用勻變速直線運動的推論
vB=
xAC
2T
=0.59m/s,
重錘的動能EKB=
1
2
mvB2
=0.174J
從開始下落至B點,重錘的重力勢能減少量△Ep=mgh=1×9.8×0.176J=0.173J.
得出的結論是在誤差允許范圍內,重物下落的機械能守恒.
(3)利用
1
2
v2-h圖線處理數據,從理論角度物體自由下落過程中機械能守恒可以得出:
mgh=
1
2
mv2,即
1
2
v2=gh
所以以
1
2
v2為縱軸,以h為橫軸畫出的圖線應是過原點的傾斜直線,也就是圖中的C.
故選C.
故答案為:(1)重錘是從初速度為零開始,2mm
(2)0.59m/s,0.174J,0.173J.
在誤差允許范圍內,重物下落的機械能守恒.
(3)C
點評:運用運動學公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規問題.
要能夠找出斜率和截距的物理意義,我們必須要從物理角度找出兩個物理變量的關系表達式.
利用圖象問題結合數學知識處理物理數據是實驗研究常用的方法.我們更多的研究直線圖形,找出其直線的斜率和截距.
練習冊系列答案
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下列有關高中物理實驗的描述中,正確的是(  )

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電磁打點計時器是一種計時裝置,請根據以下電磁打點計時器的相關實驗回答下列問題:
在驗證機械能守恒定律的實驗中,質量
m=lkg的重錘自由下落,在紙帶上打出一系列的點,如圖所示,相鄰計數點的時間間隔為0.02s,長度單位為cm,當地的重力加速度g=9.80m/s2:那么:
①紙帶的
端與重物相連(填“左”或“右”).
②從起點O到打下計數點B的過程中,重力勢能的減小量為△EP=
0.47
0.47
J,物體動能的增加量AEk=
0.46
0.46
  J.(計算結果取兩位有效數字)

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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,把質量為50g的鉤碼固定在紙帶下端,讓紙帶穿過打點計時器,接通電源,松開紙帶,讓鉤碼自由下落,在紙帶上打下一系列的點,用刻度尺測量起點O到各點的距離,并知道交流電源的頻率為50Hz,空氣阻力不可忽略.由上述數據,在此實驗中可以做到
BC
BC

A.測出當地重力加速度的精確值         B.計算出紙帶上某點對應的鉤碼的動能
C.計算鉤碼在下落過程中受到的合外力    D.準確地驗證機械能守恒定律.

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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,打點計時器所用電源頻率為50Hz,若按實驗要求正確地選出紙帶進行測量,量得連續三點A、B、C到第一個點的距離如圖所示.
①紙帶的
(選填:左、右)端與重物相連.
②選擇紙帶時,要求打出的第1、2兩點間距約為2mm,其理由是重物的運動可視為
自由落體運動
自由落體運動
運動.
③打點計時器打下計數點B時,物體的速度VB=
0.98m/s
0.98m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

在“驗證機械能守恒定律”實驗中,
(1)電磁打點計時器與電源相接,圖甲中接線正確的是
 
(填“A”或“B”);
(2)已知重錘質量為m,當地重力加速度為g,經正確操作后獲得的一條紙帶如圖乙所示,x1、x2、x3…x7、x8為各個點跡的坐標,請寫出從計數點C到計數點D兩點間對應運動過程中重錘m的動能變化量的表達式
 
,勢能變化量的表達式
 
;
(3)比較重錘m動能變化量和勢能變化量會得出什么結果?產生的原因是什么?
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