第5节 机械能守恒定律4 实验：验证机械能守恒定律 （答题时间：30分钟） 1. 关于“验证机械能守恒定律”的实验中，以下说法正确的是（ ） A. 实验中摩擦是不可避免的，因此纸带越短越好，因为纸带越短，克服摩擦力做的功就越少，误差就越小 B. 实验时需称出重物的质量 C. 纸带上第1、2两点的间距若不接近2 mm，则无论怎样处理实验数据，实验误差都一定较大 D. 处理打点的纸带时，可以直接利用打点计时器打出的实际点迹，而不必采用“计数点”的方法 2. “验证机械能守恒定律”的实验装置可以采用如图所示的甲或乙方案来进行。 （1）比较这两种方案，_____（填“甲”或“乙”）方案好些。 （2）某同学开始实验时情形如图丙所示，接通电源释放纸带。请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方： ①_____； ②_____. （3）该实验中得到一条纸带，且测得每两个计数点间的距离如图丁所示。已知相邻两个计数点之间的时间间隔T＝0.1s，则物体运动的加速度a＝_____；该纸带是采用_____（填“甲”或“乙”）实验方案得到的。 3. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知电磁打点计时器所用的电源的频率为50 Hz，查得当地的重力加速度g＝9.80 m/s2，测得所用的重物质量为1.00 kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带（如图所示），把第一个点记作O，另选连续的四个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm。 （1）根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于_____ J，动能的增加量等于_____ J。（结果取三位有效数字） （2）根据以上数据，可知重物下落时的实际加速度a＝_____ m/s2，a_____ g（填“大于”或“小于”），原因是_____。 4. 图甲是“验证机械能守恒定律”的实验。小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定，将轻绳拉至水平后由静止释放。在最低点附近放置一组光电门，测出小圆柱运动到最低点的挡光时间Δt，再用游标卡尺测出小圆柱的直径d，如图乙所示，重力加速度为g。则： （1）小圆柱的直径d＝_____ cm。 （2）测出悬点到小圆柱重心的距离l，若等式gl＝_____成立，则说明小圆柱下摆过程中机械能守恒。 （3）若在悬点O安装一个拉力传感器（大小不计），测出绳子上的拉力F，则要验证小圆柱在最低点的向心力公式还需要测量的物理量是_____（用文字和字母表示）。若等式F＝_____成立，则可验证小圆柱在最低点的向心力公式。 5. 某实验小组利用如图1所示装置做“验证机械能守恒定律”实验，图2是他们选择的一条较理想的纸带，O点是打点计时器打出的第一个点，计数点A、B、C、D、E、F是纸带上相邻的点。他们测出了各点与O点的距离h后做出了必要的计算，测量和计算的记录见下表（计数点的速度用v表示）。 图1 图2 计数点 A B C D E F h（cm） 6.93 9.47 12.4 15.71 19.41 23.49 v（m/s） 1.16 1.37 1.56 1.75 1.95 2.14 v2（m2/s2） 1.35 1.88 2.43 3.06 4.05 4.58 （1）测量某点与O点距离h的记录中，不合理的一组是_____（填写计数点名称）。 （2）计数点D、E、F与O点之间的距离分别用hD、hE、hF表示，打点计时器的打点周期用T表示，则打下计数点E时纸带的速度vE＝_____（用字母表示），重物运动的加速度a＝_____（用字母表示）。 （3）该小组的同学在坐标纸上建立如图所示坐标系，标出了各组测量数据的坐标点，并在坐标系中画出v2－h图线。由图线可以判断计数点_____的测量误差较大（填写计数点名称），据图线得到重力加速度＝_____m/s2（保留三位有效数字）。 （4）下列判断中，正确的是（ ） A. 在误差允许的范围内，该实验小组达到了实验目的 B. 该地的重力加速度比偏大 C. 他们实验操作过程中是先释放纸带然 ... ...
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