为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的,某同学利用数字实验系统设计了一个实验,实验装置如图所示,图中A、B两点分别固

为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的,某同学利用数字实验系统设计了一个实验,实验装置如图所示,图中A、B两点分别固定了两个速度传感器,速度传感器可以测出运动物体的瞬时速度.在实验中测得一物体自由下落经过A点时的速度是v1,经过B点时的速度是v2,为了证明物体经过A、B两点时的机械能相等,这位同学又设计了以下几个步骤,你认为其中不必要或者错误的是______
A.用天平测出物体的质量
B.测出 A、B 两点间的竖直距离
C.利用[1/2]mv
2
2
-[1/2]mv
2
1
算出物体从A点运动到B点的过程中重力势能的变化量
D.验证v
2
2
-v
2
1
与2gh是否相等
这位同学经过多次正确操作,发现v
2
2
-v
2
1
总是略微小于2gh,则对该实验下结论为______,出现误差的原因是______,这种的误差属于______(填“系统误差”或“偶然误差),这样的误差______(填“能”或“不能”)通过多次试验求平均值的方法来减小.
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满天星2520 幼苗

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解题思路:解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项.重力势能的减少量略大于动能的增加量,属于系统误差,不可避免,但可以减小,即受到摩擦阻力越小,误差越小;

A、根据机械能守恒的表达式,可知不需要测量质量,故A错误
B、实验中需要测量从A到B过程中重力势能的减小量,因此需要测量AB之间的距离h,故B正确;
C、A点运动到B点的过程中重力势能的变化量△Ep=mgh,利用[1/2]mv
22-[1/2]mv
21算出物体从A点运动到B点的过程中动能增加量,故C错误;
D、根据机械能守恒有:mgh=[1/2]mv
22-[1/2]mv
21,即验证v22-v12与2gh是否相等,故D正确;
本题选错误的,故选:AC
这位同学经过多次正确操作,发现v
22-v
21总是略微小于2gh,则对该实验下结论为在误差允许范围内,重物下落的机械能守恒.
出现误差的原因是存在摩擦阻力.
重力势能的减少量略大于动能的增加量,是无法避免的,属于系统误差,
这样的误差能通过多次试验求平均值的方法来减小.
故答案为:AC;在误差允许范围内,重物下落的机械能守恒;存在摩擦阻力;系统误差;能.

点评:
本题考点: 验证机械能守恒定律.

考点点评: 对于实验不光要从理论上理解,关键是要动手实验,体会实验步骤以及数据处理的过程,加深对实验的理解,同时要加强基础物理知识在物理实验中的应用.

1年前

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