利用重物做自由落体运动，做《验证机械能守恒定律》的实验：

题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

2016-2017学年福建省厦门市湖滨中学高一下学期期中物理试卷

（1）、已备好的器材有：带夹子的铁架台、电火花打点计时器，另外还有下列器材可供选择：A、毫米刻度尺、B、带夹子的重物、C、220V交流电源、D秒表．则：

①其中不必要的一种器材是（写出器材前的字母代号）

②还缺少的一种器材是．

（2）、做此实验时，有同学按以下步骤进行

①用天平称出物体的质量

②固定好打点计时器，将连有重物的纸带穿过限位孔，用手提住纸带末端，让手尽量靠近打点计时器

③先接通电源，再松开纸带，开始打点，并如此重复几次，取得几条打点纸带

④取下纸带，挑选点迹清楚的纸带，记下起始点O，在离O点适当距离处选择几个连续的计数点（或计时点）并计算出各个点的速度值

⑤测出各点距O点的距离，即为对应的下落高度

⑥计算出mgh_n和 $\text{[math]}$ ，看是否相等

ⅰ、在上述步骤中，有一项多余的步骤是，（填序号）

ⅱ、在上述步骤中，有一项错误的步骤是（填序号）；

（3）、在一次实验中，质量为m的重物拖着纸带自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，如图2所示，（相邻计数点的时间间隔为T），纸带的左端与重物相连，测出h₁ ， h₂ ， h₃ ，当地的重力加速度为g，则：①打点计时器打下计数点B时，物体的速度V_B=．②从初速为零的起点O到打下计数点B的过程中重力势能的减少量△E_P=，③此过程中物体的动能的增加量△E_k=．

举一反三

在“验证机械能守恒定律”的实验中，小明同学利用传感器设计实验：如图甲所示，将质量为m、直径为d的金属小球在一定高度h由静止释放，小球正下方固定一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外线的时间t，改变小球下落高度h，进行多次重复实验．此方案验证机械能守恒定律方便快捷．

“验证机械能守恒定律”的实验中．如图甲是打点计时器打出的一条纸带，选取其中连续的计时点标为A、B、C…G、H、I，对BH段进行研究．

①已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为{#blank#}1{#/blank#}．

②用刻度尺测量距离时如图（乙），读出A、C两点间距为{#blank#}2{#/blank#} cm，B点对应的速度v_B={#blank#}3{#/blank#}m/s（保留三位有效数字）；

③若H点对应的速度为v_H ，重物下落的高度为h_BH ，当地重力加速度为g，为完成实验，要比较 $\text{[math]}$ 与{#blank#}4{#/blank#}大小（用字母表示）．

用如图1所示的实验装置验证m₁、m₂组成的系统机械能守恒．m₂从高处由静止开始下落，m₁上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图2给出的是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打下的点（图中未标出），计数点间的距离如图2所示．已知m₁=50g，m₂=150g，则（计算结果保留两位有效数字）（实验用交流电周期为0.02秒）

在“验证机械能守恒定律”的实验中，现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、重锤、天平、毫米刻度尺、50Hz交流电源．回答下列问题：

利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验．

①为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的{#blank#}1{#/blank#}.

A．动能变化量与势能变化量

B．速度变化量与势能变化量

C．速度变化量与高度变化量

②除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、

导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是{#blank#}2{#/blank#}.

A．交流电源 B．刻度尺 C．天平(含砝码)

③实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，测得它们到起始点 $\text{[math]}$ 的距离分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ .已知当地重力加速度为 $\text{[math]}$ ，打点计时器打点的周期为 $\text{[math]}$ .设重物的质量为 $\text{[math]}$ .从打 $\text{[math]}$ 点到打 $\text{[math]}$ 点的过程中，重物的重力势能变化量 $\text{[math]}$ {#blank#}3{#/blank#}，动能变化量 $\text{[math]}$ {#blank#}4{#/blank#}.