在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中,电源的频率为50Hz,依次打出的点为0,1,2,3,4,…,n.则:

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  • 解题思路:①在自由落体运动中,前0.02s的位移:h=12gt2=0.00192m=1.92mm,在该实验中要选取前2点之间的位移小于该数值的 纸带.②验证从0到某点的机械能守恒,首先要测量这两点之间的距离,还要用平均速度法求出该点的速度,故还要测量该点两侧的一段距离.③实验步骤操作的顺序:安装在铁架台,安装打点计时器,将重物固定在纸带的一端,让纸带穿过打点计时器,打点,重复,选纸带,数据处理.

    ①在自由落体运动中,前0.02s的位移:h=

    1

    2gt2=0.00192m=1.92mm,在该实验中要选取前2点之间的位移小于该数值的 纸带.所以,在图中所示的两条纸带中应选取的纸带是 a,原因是 前两点的距离接近2mm,近似于自由落体运动.

    ②验证从0到3点的机械能守恒,首先要测量这两点之间的距离,用来计算mgh;还要用平均速度法求出该点的速度,故还要测量该点两侧的一段距离,如点2至点4的距离h24

    ③按照实验操作的步骤顺序:安装在铁架台,安装打点计时器(A),将重物固定在纸带的一端,让纸带穿过打点计时器(D),打点(B) 重复(C)选纸带(E),数据处理(F).

    ④该实验中,由于存在空气的阻力与摩擦阻力,机械能的总量会有一定的减小,所以从0点到某点重力势能的减少量与动能的增加量相比较要偏一些.改进的方法主要是针对以上两点,如选用密度和质量较大的重物;打点计时器的限位孔在同一条竖直线上;纸带要竖直释放.

    故答案为:

    ①(a); 前两点的距离接近2mm,近似于自由落体运动.(或a=9.75m/s2,接近g)

    ②点0到点3的距离h3,点2至点4的距离h24,点3的瞬时速度v3;mgh3=

    1

    2m

    v23

    ③A D B C E F

    ④偏大.选用密度和质量较大的重物;打点计时器的限位孔在同一条竖直线上;纸带要竖直释放.

    点评:

    本题考点: 验证机械能守恒定律.

    考点点评: 该题考查到验证机械能守恒的实验目的、实验步骤、纸带的选取以及实验数据的处理和误差的分析,可以说是非常全面.考点都是记忆性的知识.属于基础题目.