- 二一组卷

题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

湖北省宜昌市第一中学2018-2019学年高一物理5月月考试卷

用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6 V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，已知重力加速度为g.

（1）、如图所示是实验中得到一条纸带，将起始点记为O，并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点，分别记为A、B、C、D、E、F，量出各点与O点的距离分别为h₁、h₂、h₃、h₄、h₅、h₆ ，使用交流电的周期为T，设重锤质量为m，则在打E点时重锤的动能为，在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为．

（2）、在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，为了测定阻力大小，可算出(2)问中纸带各点对应的速度，分别记为v₁至v_6，并作v_n²—h_n图象，如图所示，直线斜率为k，则可测出阻力大小为．

举一反三

在“用落体运动验证机械能守恒定律”的实验甲，备有下列器材可供选择：铁架台、打点计时器、复写纸片、纸带、交流电源、秒表．其中不需要的器材有{#blank#}1{#/blank#}；如果打点计时器使用的交流电源频率是50Hz则纸带上相邻两个计时点间的时间间隔是{#blank#}2{#/blank#}s．

在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s² ，测得所用重物的质量为1.00kg．实验步骤如下：

A．按图1所示的装置安装仪器；

B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；

C．用天平测出重锤的质量；

D．接通电源开关，然后释放重物，打出一条纸带；

E．测量纸带上打出的某些点之间的距离；

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．

按实验要求正确地操作并选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图2所示（相邻计数点时间间隔为0.02s），那么：

验证机械能守恒定律的方法很多，落体法验证机械能守恒定律就是其中的一种，图示是利用透明直尺自由下落和光电计时器来验证机械能守恒定律的简易示意图．当有不透光的物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，所用的光电门传感器可测得最短时间为0.01ms．将挡光效果好、宽度d=3.8×10^﹣³m的黑色磁带贴在透明直尺上，现将直尺从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门．一同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间△t_i与图中所示的高度差△h_i ，并将部分数据进行了处理，结果如图所示．（取g=9.8m/s² ，表格中M=0.1kg为直尺的质量）

	△t_i（×10^﹣³s）	v_i= $\text{[math]}$ （m/s）	△E_ki= $\text{[math]}$ Mv $\text{[math]}$ Mv $\text{[math]}$ （J）	△h_i（m）	Mgh_i（J）
1	1.21	3.14	﹣	﹣	﹣
2	1.15	3.30	0.052	0.06	0.059
3	1.00	3.80	0.229	0.24	0.235
4	0.95	4.00	0.307	0.32	0.314
5	0.90	①	②	0.41	③