
(22-23高三下·北京海淀·阶段练习)某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压可为6V的交流电(频率50Hz)或直流电。重锤从高处由静止开始下落,重锤拖着的纸带上打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量分析,即可验证机械能守恒定律。
①他进行了下面几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器材;
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.先释放纸带,然后迅速接通电源;
E.在纸带上选取计数点,并测量计数点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
其中没有必要或者操作不当的步骤是 。
②实验中,他挑出一条点迹清晰的纸带进行测量分析,如图所示。其中O点为下落起始点,A、B、C、D、E、F为计数点。若该同学想验证重物从开始下落到运动到纸带E点对应的位置的过程中机械能是否守恒,已知当地的重力加速度为g,相邻计数点之间的时间间隔为,请结合下图纸带中的物理量,写出他需要验证的公式的表达式 。
③下表为该同学记录的实验结果:
4.892 | 9.786 | 14.69 | 19.59 | 29.38 | |
5.04 | 10.1 | 15.1 | 20.0 | 29.8 |
他发现表中的与
之间存在差异,他认为这是由于空气阻力造成的。你 (填是或否)同意他的观点?
④该同学根据纸带算出各点的速度v,以O点为起点测量出下落距离h,以为纵轴、以h为横轴画出图像。考虑阻力(阻力近似为恒力)的影响,图像可能是图中的 。
A. B.
C.
D.
⑤该同学发现他这种验证思路的误差比较依赖于所选择的纸带,选择某些纸带时误差很小,而选择另一部分纸带时则误差很大,正在他疑惑的时候,甲同学告诉他“要挑最开始的两个相邻点的距离等于2mm的纸带来处理数据,这样误差小。”请问甲同学的这种说法是否有道理?并简要说明你的理由 。
【答案】 B、C 否 B 见解析
【知识点】验证机械能守恒定律的注意事项和误差分析
、验证机械能守恒定律的实验步骤与数据处理
、验证机械能守恒定律的实验目的
、原理与器材
该题有详细解析可以查阅
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