1、实验六验证机械能守恒定律1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50 Hz，依次打出的点为0,1,2,3,4，n。则：图9(1)如用第2点到第6点之间的纸带来验证，必须直接测量的物理量为_、_、_，必须计算出的物理量为_、_，验证的表达式为_。(2)下列实验步骤操作合理的排列顺序是_(填写步骤前面的字母)。A将打点计时器竖直安装在铁架台上B接通电源，再松开纸带，让重物自由下落C取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验D将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带E选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h1，h2，h3hn，计算出对应的瞬时速度v1，v
2、2，v3vnF分别算出mv和mghn，在实验误差范围内看是否相等解析(1)要验证从第2点到第6点之间的纸带对应重物的运动过程中机械能守恒，应测出第2点到第6点的距离h26，要计算第2点和第6点的速度v2和v6，必须测出第1点到第3点之间的距离h13和第5点到第7点之间的距离h57，机械能守恒的表达式为mgh26mvmv(2)实验操作顺序为ADBCEF。答案(1)第2点到第6点之间的距离h26第1点到第3点之间的距离h13第5点到第7点之间的距离h57第2点的瞬时速度v2第6点的瞬时速度v6mgh26mvmv(2)ADBCEF2有4条用打点计时器(所用交流电频率均为50 Hz)打出的纸带A、B、
3、C、D，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带，某同学在每条纸带上选取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间的距离依次为h1、h2、h3。请你根据下列h1、h2、h3的测量结果确定该纸带为_。(已知当地的重力加速度为9.791 m/s2)A61.0 mm,65.8 mm,70.7 mmB41.2 mm,45.1 mm,53.0 mmC49.6 mm,53.5 mm,57.3 mmD60.5 mm,61.0 mm,60.0 mm解析验证机械能守恒采用重锤的自由落体运动实现，所以相邻的0.02 s内的位移增加量为：hgT29.7910.022 m3.9 mm，可
4、知C正确。答案C3如图10证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题。(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有_。(填入正确选项前的字母)图10A米尺B秒表C46 V的直流电源D46 V的交流电源(2)下面列举了该实验的几个操作步骤：A按照图示的装置安装器件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先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带E测量纸带上某些点间的距离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操作不当的步骤是_。(3)实验中误差产生的原因有_。(写出两个
5、原因)(4)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。根据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图11所示。使用交流电的频率为f，则计算重锤下落的加速度的表达式a_。(用h1、h2、h3、h4及f表示)图11解析(1)用米尺测量长度，用交流电源供打点计时器使用。(2)打点计时器使用的是低压交流电源，所以步骤B是错误的。(4)为了减小实验误差，可以采用逐差法求加速度，h4h22a1T2，h3h12a2T2，所以由以上两式得a。答案(1)AD(2)B(3)纸带与打点计时器之间有摩擦；用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差；计算势能变化时，选取始、末两点距离过近；交流电频率不稳定(写出任意两个即可)(4)
