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用圖甲裝置來驗證機械能守恆定律

 發布時間：2025-04-06 05:59:43

㈠ 某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來驗證機械能守恆定律．已知當地的重力加速度g=9.80m/s2①實驗小組選

①當打點計時器打到B點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了△Ep=mgh2=m×9.80×0.1915J=1.88m．
此時重錘的動專能比開始下落時增加了屬△Ek＝

1
2
mvB2＝
1
2
×m×(
h3?h1
4T
)2=
1
2
×m×(
0.2786?0.1201
4×0.02
)2=1.96m．
動能的增加量大於重力勢能的減小量原因可能是實驗時先釋放了紙帶，然後再合上打點計時器的電鍵 或者 釋放紙帶時手抖動了．
②根據機械能守恆定律有：mgh=
1
2
mv2，v2=2gh，知
1
2
v2與gh成正比，因為該實驗是運用了乙圖的紙帶，可能實驗時先釋放了紙帶，然後再合上打點計時器的電鍵，知測量的h為零，速度不為零．故D正確．圖線的斜率等於重力加速度g．
故答案為：①1.88m，1.96m，該實驗小組做實驗時先釋放了紙帶，然後再合上打點計時器的電鍵或者釋放紙帶時手抖動了
②D，重力加速度g

㈡ 用圖甲所示裝置驗證機械能守恆定律時，所用交流電源的頻率為50Hz，得到如圖乙所示的紙帶．選取紙帶上打出

（1）抄A、為了減小紙帶與限位孔之間的摩擦圖甲中兩限位孔必須在同一豎直線，A正確．
B、為了保證紙帶在豎直方向做自由落體，實驗前，手應提住紙帶上端，並使紙帶豎直，B正確．
C、實驗時，先接通打點計時器電源再放手鬆開紙帶，故C錯誤．
D、為了減小測量數據h的相對誤差，數據處理時，應選擇紙帶上距離較遠的兩點作為初、末位置，D錯誤．
故選：AB．
（2）重物減少的重力勢能為：
△Ep=mgh=mg（s0+s1）=0.1kg×9.8m/s2×（19.00+8.36）×10-2m≈0.27J
vc=

s1+s2
4T
=
0.0836+0.0988
0.08
=2.28m/s
（3）他繼續根據紙帶算出各點的速度v，量出下落距離h，並以
v2
2
為縱軸、以h為橫軸畫出的圖象，
根據
1
2
v2=gh可知，應為過原點的直線，C正確、ABD錯誤．
故選：C
（4）由於阻力的作用重物減小的重力勢能總是略大於增加的動能，這里的阻力主要來源於重物受到的空氣阻力和紙帶與打點計時器之間的摩擦阻力．
故答案為：（1）AB；（2）2.68（2.67～2.69都算對），2.28；（3）C；（4）重物受到空氣阻力或紙帶與打點計時器之間的摩擦阻力

㈢ 某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來驗證機械能守恆定律．已知當地的重力加速度 g ＝9.80m/s 2 （1）

BCD；1.98m；1.96m。

㈣ 用如圖所示裝置進行「驗證機械能守恆定律」的實驗，在實驗中應（）A．先釋放紙帶，再接通電源B．用手

A、開始記錄時抄，應先給打點計時器通電打點，然後再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源，由於重物運動較快，不利於數據的採集和處理，會對實驗產生較大的誤差，故A錯誤．
B、實驗開始時要使紙帶處於豎直狀態，用手或者夾子固定紙帶上端，然後靜止釋放，故B錯誤．
C、該實驗是驗證機械能守恆定律的實驗．因為我們知道自由落體運動只受重力，機械能就守恆．如果把重物看成自由落體運動，再運用自由落體的規律求解速度，那麼就不需要驗證了，故C錯誤．
D、釋放紙帶前，重錘應靠近打點計時器，這樣可以充分利用紙帶，故D正確．
故選：D．

㈤ 某同學用如圖甲的裝置驗證機械能守恆定律：（1）安裝打點計時器時，紙帶的兩個限位孔必須處在同一______

①要減小限位孔對紙帶的摩擦阻力，兩個限位孔一定要處在同一條豎直線上；回
②為增加有效點個數，要先答接通電源，後釋放紙帶；
③勻變速運動，速度均勻變化，v3變化大，不在誤差范圍內；
④根據機械能守恆定律，有：mgh=

1
2
mv2，
解得：v2=2gh；
故斜率k=2g，g=
k
2
；
由於阻力的存在，實際加速度偏小，故g值偏小；
故答案為：（1）豎直（2）紙帶（3）v3（4）
k
2
，偏小

㈥ 某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來驗證機械能守恆定律．已知當地的重力加速度g=9.80m/s 2 ①實驗小組

①1.88m，1.96m，該實來驗小組做實驗時源先釋放了紙帶，然後再合上打點計時器的電鍵 或者 釋放紙帶時手抖動了；②D，重力加速度g

㈦ 某實驗小組利用圖（甲）所示裝置進行驗證機械能守恆定律的實驗．圖（乙）是一條實驗中所打的紙帶，O點是

（1）A、驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，質量可以約去，不必要測量物體的質量．故A錯誤

1
2
×0.1×3.102=0.481J．
（3）vD=3.10m/s，vD2＝3.102＝9.61m2/s2．
圖線如圖所示．驗證重錘在自由下落過程中機械能守恆的依據是圖線為通過坐標原點的一條直線，斜率與2g基本相等．
故答案為：（1）CD，（2）0.487，0.481．（3）3.10，9.61，如圖所示，圖線為通過坐標原點的一條直線，斜率與2g基本相等．

㈧ 用如圖甲所示的實驗裝置驗證m1、m2組成的系統機械能守恆．m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一

①由於每相鄰兩個計數點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s，
根據在勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等於該過程中的平均速度，
可知打第5個點時的速度為：
v5=

0.2160+0.2640
2×0.1
=2.4m/s，
②物體的初速度為零，所以動能的增加量為：
△EK=
1
2
（m1+m2）v52=
1
2
×0.2×2.42J=0.58J
重力勢能的減小量等於物體重力做功，故：△EP=W=mgh=0.59J；
由此可知動能的增加量和勢能的減小量基本相等，因此在誤差允許的范圍內，m1、m2組成的系統機械能守恆．
③本題中根據機械能守恆可知，mgh=
1
2
mv2，
即有：
1
2
v2=gh，所以出
1
2
v2-h圖象中圖象的斜率表示重力加速度，
由圖可知，斜率k=9.7，故當地的實際重力加速度g=9.7m/s2．
故答案為：①2.4，②0.58，0.59，③9.7．

㈨ 某同學用圖（甲）的裝置驗證機械能守恆定律：（1）安裝打點計時器時，穿過紙帶的兩個限位孔必須處在_____

①要減小限位孔對紙帶的摩擦阻力，兩個限位孔一定要處在同一條豎直線上；
②為增加有效點個數，要先接通電源，後釋放紙帶；
③勻變速運動，速度均勻變化，v3變化大，不在誤差范圍內；
④根據機械能守恆定律，有：mgh=

1
2
mv2，
解得：v2=2gh；
故斜率k=2g，g=
k
2
；
由於阻力的存在，實際加速度偏小，故g值偏小；
故答案為：（1）豎直（2）紙帶（3）v3（4）
k
2
，偏小

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