如图（a）所示的装置叫阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图（b）所示。实验时，该同学进行了如下步骤：
a．将质量均为M（A的含挡光片）的重物用轻质细绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出A上挡光片中心到光电门中心的竖直距离h。
b．在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统（重物A、B以及物块C）中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为Δt。
c．测出挡光片的宽度d，计算重物运动的速度v。
d．利用实验数据验证机械能守恒定律。
（1）步骤c中，计算重物的速度v＝______ （用实验中字母表示），利用这种方法测量的速度总是比挡光片中心通过光电门中心的实际速度______ （选填“大”或“小”），为使v的测量值更加接近真实值，减小系统误差，可采用的合理的方法是______ 。
A．减小挡光片宽度d
B．减小挡光片中心到光电门中心的竖直距离h
C．将光电门记录挡光时间Δt的精度设置得更高些
D．将实验装置更换为纸带和打点计时器
（2）步骤d中，如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系为______ （已知当地重力加速度为g，用实验中字母表示）。
（3）某次实验分析数据发现，系统重力势能减少量小于系统动能增加量，造成这个结果的原因可能是______ 。
A．绳子、滑轮并非轻质而有一定质量 B．滑轮与绳子之间产生滑动摩擦
C．计算重力势能时g的取值比实际值偏大 D．挂物块C时不慎使B具有向上的初速度
a．将质量均为M（A的含挡光片）的重物用轻质细绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出A上挡光片中心到光电门中心的竖直距离h。
b．在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统（重物A、B以及物块C）中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为Δt。
c．测出挡光片的宽度d，计算重物运动的速度v。
d．利用实验数据验证机械能守恒定律。
（1）步骤c中，计算重物的速度v＝
A．减小挡光片宽度d
B．减小挡光片中心到光电门中心的竖直距离h
C．将光电门记录挡光时间Δt的精度设置得更高些
D．将实验装置更换为纸带和打点计时器
（2）步骤d中，如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系为
（3）某次实验分析数据发现，系统重力势能减少量小于系统动能增加量，造成这个结果的原因可能是
A．绳子、滑轮并非轻质而有一定质量 B．滑轮与绳子之间产生滑动摩擦
C．计算重力势能时g的取值比实际值偏大 D．挂物块C时不慎使B具有向上的初速度
更新时间：2021-10-20 18:16:23
|
【知识点】 验证机械能守恒定律的注意事项和误差分析
相似题推荐
实验题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐1】某同学设计出如图 1 所示的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落，下落过程中小球的球心经过光电门 1 和光电门 2，光电计时器记录下小球通过光电门的时间
、
，已知当地的重力加速度为 g。______ mm。
（2）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量______ （填选项序号）。
A.小球的质量 m
B.光电门 1 和光电门 2 之间的距离 h
C.小球从光电门 1 到光电门 2 下落的时间t
（3）小球通过光电门 1 时的瞬时速度v1=______ （用题中所给的物理量符号表示）
（4）保持光电门 1 位置不变，上下调节光电门 2，多次实验记录多组数据，作出
h 变化的图像如图 3 所示，如果不考虑空气阻力，若该图线的斜率k1=______ （用题中所给的物理量符号表示），就可以验证小球下落过程中机械能守恒。
（5）考虑到实际存在空气阻力，设小球在下落过程中平均阻力大小为 f，根据实际数据绘出的随 h变化的图像的斜率为 k2（k2<k1），则实验过程中所受的平均阻力 f 与小球重力mg的比值
=________ （用 k2、k1表示）。
（6）实验中小钢球通过光电门的平均速度______ （选填“大于”“小于”或“等于”）小钢球球心通过光电门时的瞬时速度。
、 ，已知当地的重力加速度为 g。
（2）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量
A.小球的质量 m
B.光电门 1 和光电门 2 之间的距离 h
C.小球从光电门 1 到光电门 2 下落的时间t
（3）小球通过光电门 1 时的瞬时速度v1=
（4）保持光电门 1 位置不变，上下调节光电门 2，多次实验记录多组数据，作出
h 变化的图像如图 3 所示，如果不考虑空气阻力，若该图线的斜率k1=（5）考虑到实际存在空气阻力，设小球在下落过程中平均阻力大小为 f，根据实际数据绘出的
随 h变化的图像的斜率为 k2（k2<k1），则实验过程中所受的平均阻力 f 与小球重力mg的比值=（6）实验中小钢球通过光电门的平均速度
您最近一年使用：0次
实验题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐2】某实验小组利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。
（1）下列说法中有利于减小实验误差的有___________ ；
A．必须精确测量出重物的质量 B．重物选用密度较大的铁锤
C．调节打点计时器两限位孔在同一竖直线上 D．先松开纸带，后接通电源
（2）甲同学利用上述装置按正确操作得到了一条如图乙所示的纸带（部分纸带未画出）。纸带上的各点均为连续的计时点，其中O点为打出的第一个点，打点周期为T，重力加速度为g。从纸带上直接测出计时点间的距离，利用下列测量值能验证机械能守恒定律的有___________ ；
A．OE和DF的长度 B．OA和AF的长度
C．OD和DG的长度 D．AC、BF和EG的长度
（3）乙同学取打下G点时重物的重力势能为零，利用测量数据计算出该重物下落不同高度h时所对应的动能
和重力势能
，并以h为横轴、和为纵轴，分别绘出了如图丙所示的图线I和图线II，发现两图线的斜率绝对值近似相等，说明___________ 。
（4）在验证机械能守恒定律的实验中，使质量m=250g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。选取一条符合实验要求的纸带如图所示，O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点，已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.8m/s2，那么：
①计算B点瞬时速度时，甲同学用
，乙同学用
，丙同学用
。其中所选择方法正确的是___________ （选填“甲”、“乙”或“丙”）同学（xOB与
分别表示纸带上O、B和A、C之间的距离，n为从O到B之间的打点时间间隔数）。
②纸带下落的加速度为___________ m/s2，下落过程中受到的阻力f=___________ N。
（1）下列说法中有利于减小实验误差的有
A．必须精确测量出重物的质量 B．重物选用密度较大的铁锤
C．调节打点计时器两限位孔在同一竖直线上 D．先松开纸带，后接通电源
（2）甲同学利用上述装置按正确操作得到了一条如图乙所示的纸带（部分纸带未画出）。纸带上的各点均为连续的计时点，其中O点为打出的第一个点，打点周期为T，重力加速度为g。从纸带上直接测出计时点间的距离，利用下列测量值能验证机械能守恒定律的有
A．OE和DF的长度 B．OA和AF的长度
C．OD和DG的长度 D．AC、BF和EG的长度
（3）乙同学取打下G点时重物的重力势能为零，利用测量数据计算出该重物下落不同高度h时所对应的动能
和重力势能，并以h为横轴、和为纵轴，分别绘出了如图丙所示的图线I和图线II，发现两图线的斜率绝对值近似相等，说明（4）在验证机械能守恒定律的实验中，使质量m=250g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。选取一条符合实验要求的纸带如图所示，O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点，已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.8m/s2，那么：
①计算B点瞬时速度时，甲同学用
，乙同学用，丙同学用。其中所选择方法正确的是分别表示纸带上O、B和A、C之间的距离，n为从O到B之间的打点时间间隔数）。②纸带下落的加速度为
您最近一年使用：0次
实验题
|
较难
(0.4)
【推荐3】在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知电磁打点计时器的周期T=0.02s，重锤的质量m=1kg，如图所示为某次实验后选出的一条理想纸带，O点是打出的第一个点，A、B、C是在纸带上连续取的三个点。经测得A、B、C三点到O点的距离分别为：x1=12.16cm，x2=15.39cm，x3=19.00cm，g=9.8m/s2，求：（本题中涉及到数值计算的，结果均得保留三位有效数字）
（1）纸带的____________ 端与重锤连接（填左或右）；
（2）物体在B点的速度vB=__________ m/s；
（3）从O点到B点的过程中，重锤重力势能的减少量
=__________ J，动能的增量
=__________ J；
（4）经过计算发现，重锤重力势能的减少量总是大于动能的增量，其主要原因是因为在重锤下落过程存在阻力作用，可以通过以上数据求出该阻力的大小。设重锤所受阻力大小F恒定，试求出重锤所受阻力大小F=__________ 。（用m、T、g、x1、x2、x3表示）
（1）纸带的
（2）物体在B点的速度vB=
（3）从O点到B点的过程中，重锤重力势能的减少量
==（4）经过计算发现，重锤重力势能的减少量总是大于动能的增量，其主要原因是因为在重锤下落过程存在阻力作用，可以通过以上数据求出该阻力的大小。设重锤所受阻力大小F恒定，试求出重锤所受阻力大小F=
您最近一年使用：0次
