打点计时器验证机械能守恒定律
1．在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m＝1.00 kg的重物自由下落，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为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，当地的重力加速度为g＝9.80 m/s2，那么：
(1)根据图上所得的数据，应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律。
(2)从O点到(1)问中所取的点，重物重力势能的减少量ΔEp＝________ J，动能增加量ΔEk＝________ J(结果保留三位有效数字)。
v2
(3)若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以为纵轴，以
2h为横轴画出的图象是图中的________。
【参考答案】(1)B (2)1.88 1.84 (3)A
2.“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示，采用重物自由下落的方法：
(1)已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，当地的重力加速度g＝9.80 m/s2，所用重物的质量为 200 g。实验中选取一条符合实验要求的纸带如图乙所示，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。
甲
xAC计算B点瞬时速度时，甲同学用v2乙同学用vB＝，其中所选方法正确的是________(填“甲”或“乙”)B＝2gxOB，2T同学；根据以上数据，可知重物由O运动到B点时动能的增加量等于____________ J，重力势能减少量等于________ J(计算结果均保留3位有效数字)。
乙
(2)实验中，发现重物减少的势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的主要原因是______________________________________________________________。 【参考答案】：(1)乙 0.369 0.376 (2)见解析
3．如图所示装置可用来验证机械能守恒定律。摆锤A栓在长L的轻绳一端，另一端固定在O点，在A上放一个小铁片，现将摆锤拉起，使绳偏离竖直方向成θ角时由静止开始释放摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直挡板P阻挡而停止运动，之后铁片将飞离摆锤而做平抛运动。
(1)为了验证摆锤在运动中机械能守恒，必须求出摆锤在最低点的速度。为了求出这一速度，实验中还应该测量的物理量：___________________________________。
(2)根据测得的物理量表示摆锤在最低点的速度v＝______________________。 (3)根据已知的和测得的物理量，写出摆锤在运动中机械能守恒的关系式为________。
【参考答案】(1)铁片遇到挡板后铁片的水平位移x和竖直下落高度h (2)xggx2
(3)＝gL(1－cos θ) 2h4h4. （9分）某同学利用图甲的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验。在尽量减小摩擦阻力的情况下，先接通打点计时器的电源，再释放纸带，让质量B、C分别为所选取的计数点，且
的重物由静止下落，在纸带上打出一系列的点，如图乙所示，A、
为开始打出的第一点，A是打出的第二个点，AB之间有若干点未标出，打点计
。
时器工作频率为50Hz，重力加速度g取
（1）释放纸带前，纸带的____________（选填“效数字）
（2）重物从O运动到C的过程中，动能的变化量△减少量是
，从开始下落起至C点，重锤的重力势能
”或“
”）端在上面；OA两点间距应接近 cm（取一位有
，因此可以得出的结论是 ．（结果取两位有效数字）；
(3).即使在实验操作规范，数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验求得的ΔEP也一定略 ΔEK(填大于或小于)，这是实验存在系统误差的必然结果，该系统误差产生的主要原因是 。 （4）在实验数据处理时，如果以
为纵轴，以O到该点的距离d为横轴，根据实验数据绘出
图象，其图
线的斜率表示的物理量的表达式为___________．
【参考答案】(1)C；0.2cm； （2）0.67 ；0.68；在重力的作用下，物体的动能和势能相互转化，但总的机械能守恒；(3) 大于； 重锤下落时受到空气阻力以及纸带受到打点计时器的阻力作用，重锤机械能减小。(4) 重力加速度g
5．（10分）某实验小组进行“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）甲同学用图1所示的实验装置验证机械能守恒定律，将电火花计时器固定在铁架台上，把纸带的下端固定在重锤上，纸带穿过电火花计时器，上端用纸带夹夹住，接通电源后释放纸带，纸带上打出一系列的点，所用电源的频率为50 Hz，实验中该同学得到一条点迹清晰的纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点。纸带连续的计时点A、B、C、D至第1个点O的距离如图2所示，已知重锤的质量为1.00 kg，当地的重力加速度为g=9.8 m/s2，从起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为
Ep=_________J，重锤动能的增加量为
ΔEk=_________J，从以上数据可以得到的结论是______________________________________。（结果保留3位有效数字）。
（2）乙同学利用上述实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以
为纵轴画出了如图3所示的
图线。由于图线明显偏离原点，若测量和计算都没有问题，其原因可能是___________________。乙同学测出该图线的斜率为k，如果阻力不可忽略，则当地的重力加速度g_____k（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
2024届高三物理一轮复习实验专题分类练习卷：打点计时器验证机械能守恒定律模块
