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如圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．
（1）為完成此實驗，除了圖中所示器材，還需要的器材有

A．刻度尺 B．秒表
C．天平 D．“220V、50Hz”交流電源
（2）某同學實驗打出的紙帶如圖所示，“0”點是第一個打點（此刻速度為零），0、1、2、…、4為連續打下的點．各相鄰打點間的距離為S₁、S₂、…、S₄．設打點計時器的打點時間間隔為T，實驗地點的重力加速度為g．為了驗證打下“0”點到打下“3”點過程中，重錘的機械能守恒，該同學利用υ=2gS₃計算出打下“4”點時重錘的速度υ，你贊同嗎？請寫出你的看法．（若不贊同，請寫出你的方法．）

．

分析：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數據處理以及注意事項．
實驗中若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的速度．

解答：解：（1）A、需要刻度尺測量紙帶上兩點間的距離．故A正確
B、通過打點計時器計算時間，故不需要秒表．故B錯誤
C、該實驗可不測質量，因為mgh=

mv²，即只驗證gh=

v²即可，故C錯誤
D、打點計時器應該與交流電源連接．故D正確
故選：AD．
（2）不贊同，在驗證機械能守恒的實驗中，由于存在阻力物體實際下落的加速度小于重力加速度，所以不應當用重力加速度g來表示某位置的速度，
根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上點時小車的瞬時速度大小，即υ=

S3+S4

．
故答案為：（1）AD （2）不贊同，υ=

S3+S4

點評：1、考查了驗證機械能守恒定律的原理及所需的儀器．
2、紙帶問題的處理時力學實驗中常見的問題，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的速度．

練習冊系列答案

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．現有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平．回答下列問題
（1）為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有

．（填入正確選項前的字母）
A、米尺 B、秒表 C、4～6V的直流電源 D、4～6V的交流電源
（2）實驗中誤差產生的原因有

紙帶與打點計時器之間有摩擦，用米尺測量紙帶上點的位置時讀數有誤差

．（寫出兩個原因）
（3）有4條用打點計時器（所用交流電頻率為50Hz）打出的紙帶 A、B、C、D，其中一條是做“驗證機械能守恒定律”實驗時打出的．為找出該紙帶，某同學在每條紙帶上取了點跡清晰的、連續的4個點，用刻度尺測出相鄰兩個點間距離依次為S₁、S₂、S₃．請你根據下列S₁、S₂、S₃的測量結果確定該紙帶為

．（已知當地的重力加速度為9.791m/s²）
A.61.0mm 65.8mm 70.7mm B.41.2mm 45.1mm 53.0mm
C.49.6mm 53.5mm 57.3mm D.60.5mm 60.6mm u.61.0mm．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

如圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．

（1）實驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h．某班同學利用實驗得到的紙帶，設計了以下四種測量方案．
A．用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t，通過v=gt計算出瞬時速度；
B．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v=

2gh

計算出瞬時速度；
C．根據做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v，并通過h=

計算出高度h；
D．用刻度尺測出物體下落的高度h，根據做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v．
以上方案中只有一種正確，正確的是

．（填入相應的字母）
（2）某同學按照正確操作選的紙帶如圖所示，其中O是起始點，A、B、C、D、E是打點計時器連續打下的5個點，打點頻率為50Hz，該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C、D、E各點的距離，并記錄在圖中（單位：cm），重錘的質量為m=0.1kg，重力加速度g=9.80m/s²．根據以上數據當打點計時器打到D點時，重物重力勢能的減少量為

0.190

J，動能的增加量為

0.186

J．（要求計算數值保留三位有效數字）
（3）實驗中誤差產生的原因

①下落過程中存在阻力作用；②長度的測量時存在誤差；

．（寫出兩個原因）
（4）通過作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數據，提高實驗的準確程度．從紙帶上選取多個點，測量從第一點到其余各點的下落高度h，并計算各點速度的平方v²，然后以

v²

為縱軸，以

為橫軸，根據實驗數據作出圖線．若在實驗誤差允許的范圍內，圖線是一條過原點且斜率為g的直線，則驗證了機械能守恒定律．
（5）該裝置也可用于精度要求不是很高的重力加速度g的測量，依據第（2）問中選取的紙帶可計得重力加速度g

9.69

m/s²．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．現有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平．回答下列問題．
（1）為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有

．（填入正確選項前的字母）
A．米尺
B．秒表
C.4～6V的直流電源
D.4～6V的交流電源
（2）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器件；
B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上；
C．用天平測出重錘的質量；
D．先接通電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶；
E．測量紙帶上某些點間的距離；
F．根據測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．
其中操作不當的步驟是

．
（3）實驗中誤差產生的原因有

紙帶與打點計時器之間有摩擦，重錘下落過程中受到空氣阻力等．

．（寫出兩個原因）
（4）利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度．的數值．根據打出的紙帶，選取紙帶上連續的五個點A、B、C、D、E，測出各點之間的距離如下圖所示．使用交流電的頻率為，則計算重錘下落的加速度的表達式a=

(s3+s4-s1-s2)f2

．（用sΘ、sΡ、s?、s⊥及?表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

如圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．現有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電火花打點計時器、紙帶、帶夾子的重錘、天平．回答下列問題：
（1）為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有

．（填入正確選項前的字母）．
A．毫米刻度尺
B．秒表
C．0～12V的可調節直流電源
D．0～220V的可調節交流電源
（2）用打點計時器打出一條紙帶，前后要連續進行一
系列的操作，你認為需要并合理的步驟是

．（選出下列幾點中需要的字母后按合理順序排列）
A．釋放紙帶B．接通電源C．取下紙帶D．切斷電源
（3）釋放紙帶前的瞬間，重錘和手的位置合理的是

（填“甲”、“乙”或“丙”）
（4）下列所說的實驗中涉及到的處理方法或實驗結果，其中正確的是

A．該實驗中即使不用天平測重錘的質量，同樣也可以驗證機械能守恒定律
B．該實驗選取的紙帶，測量發現所打的第一和第二點間的距離為1.7mm，表明打點計時器打第一點時重錘的速度不為零
C．本實驗中需要直接測量得到的物理量是重錘下落的高度，通過計算得到的是當地的重力加速度值和速度值
D．為了計算方便，本實驗中先選一條打點計時器打第一點時重錘的速度為零的清晰紙帶，然后通過對紙帶的測量、分析，求出當地的重力加速度的值，再代入表達式：mgh=

mv2進行驗證
E．本實驗中，實驗操作非常規范，數據處理足夠精確，實驗結果一定是mgh略大于

mv2，不可能出現

mv2略大于mgh．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．現有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平等．
①為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有

A、米尺 B、秒表 C、4～6V的直流電源 D、4～6V的交流電源
②自由落下的重錘質量要大一些，這是為了減少

對實驗的影響．
③實驗中需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h．某班同學利用實驗得到的紙帶，設計了以下四種測量方案．正確的是
a．用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t，通過v=gt計算出瞬時速度v₀
b．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v=（2gh）^1/2計算出瞬時速度
c．根據做勻速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度，并通過計算出高度h
d．用刻度尺測出物體下落的高度h，根據做勻速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v₀．

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