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利用此装置验证机械能守恒定律

发布时间:2021-01-16 20:41:46

① 某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,其实验的部分原理是利用平抛运动的知识。那么:

(1)AB
(2)4Hh
(3)正确,20.15(20.10或20.20)

② 利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下

(1)物体由静止开始自由下落过程中受到空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力作用,不是版自权由落体运动,v=gt,v=

③ 用如图所示装置可验证机械能守恒定律,轻绳两端系着质量相等的物体A、B,物块B上放一金属片C,铁架台上固

(1)根据平均速度等于瞬时速度,则有:
物块B刚穿过圆环后的速度v=

d
t

(2)由题版意可权知,系统ABC减小的重力势能转化为系统的增加的动能,即为:
mgh+Mgh-Mgh=
1
2
(2M+m)v2
即为:mgh=
1
2
(2M+m)
d2
t2

(3)由mgh=
1
2
(2M+m)
d2
t2
,公式可知,除了刻度尺、光电门、数字计时器外,还需要天平测出金属片的质量;
故答案为:(1)
d
t
(2)mgh=
1
2
(2M+m)
d2
t2

(3)天平

④ 某同学利用如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律: (1)该同学开始实验时情形如图所示,接通电源释

(1) ①打点计时器接了直流电;②重锤离打点计时器太远
(2)1.18m/s 0.690J 0.692J在实验误差充许回的范围内重锤下落过答程机械能守恒

⑤ 利用如图1所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度V

(1)该实验是验证机械能守恒定律的实验.因为我们知道自由落体运动只版受重力,机权械能就守恒.如果把重物的实际运动看成自由落体运动,再运用自由落体的规律求解速度,那么就不需要验证.其中abc三项都是运用了自由落体的运动规律求解的,故abc错误.
故选d.
(2))①从纸带上可以看出0点为打出来的第一个点,速度为0,重物自由下落,初速度为0,所以应该先打出0点,而与重物相连的纸带在下端,应该先打点.所以纸带的左端应与重物相连.
②根据在匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度有:vB=

xAC
2T
=
0.0706?0.0314
2×0.02
≈0.98m/s;
③物体的动能增加量:EkB=
1
2
mvB2=
1
2
×1×0.982≈0.48mJ.重力势能减小量△Ep=mgh=1×9.8×0.0501=0.49J.
通过计算可知动能的增加量小于重力势能的减小量,其原因是物体在下落过程中克服摩擦阻力做功,导致重力势能没有完全转化为动能.这一结果合理;
故答案为:(1)d;(2)①左;②0.98;③0.48;0.49;合理.

⑥ 利用如图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v

(1)该实验是验证抄机械能守袭恒定律的实验.因为我们知道自由落体运动只受重力,机械能就守恒.如果把重物看成自由落体运动,再运用自由落体的规律求解速度,那么就不需要验证呢.
其中ABC三项都是运用了自由落体的运动规律求解的,故ABC错误.
故选:D.
(2)物体下落过程中存在阻力,重力势能没有全部转化为动能,因此重力势能的减少量△Ep略大于动能的增加量为△EK
故答案为:(1)D;(2)略大于

⑦ 利用图1装置进行验证机械能守恒定律的试验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落

(1)由打点计时器抄的工作原理可知袭,打点计时器用的电压为交流电,重锤释放时要靠近打点计时器,增加运动时间提高纸带的利用率.
(2)根据运动学公式:v

t
2
.

⑧ 某同学利用如图所示的装置验证机械能守恒定律,实验步骤如下:A.把打点计时器固定在铁架台上,并用导线

(1)步骤C中,复应该先接通电源制后释放纸带,故错误;该实验中比较mgh和
1
2
m v 2 大小关系,因此不需要天平测质量,故E步骤不需要.
故答案为:C,E.
(2)重物下落过程中,不可避免的受到阻力作用,重物的重力势能没有全部转化为动能,因此重物动能的增加量小于重力势能的减少量.
故答案为:纸带通过打点计时器时存在阻力.
(3)为了减小阻力对实验的影响,实验时应该选取质量大,体积小的重物,即选取密度大的实心球,故A正确,B错误;
纸带与打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上可以减小摩擦,减小实验误差,故C正确;
为了减小测量的偶然误差,纸带上选取的计数点应离起始点远一些,故D错误.
故选AC.

⑨ 某班同学利用图1所示装置进行验证机械能守恒定律的实验.(1)关于本实验下列说法中,正确的有______A.

(1)A、实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体,这样能减少摩擦阻力的影响,故A正确;
B、根据mgh=

1
2
mv2,可知不需要测量重物的质量m.故B错误;
C、开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后再释放重锤,让它带着纸带一同落下,如果先放开纸带让重物下落,再接通打点计时时器的电源,由于重物运动较快,不利于数据的采集和处理,会对实验产生较大的误差,故C错误;
D、若纸带上开头打出的几点模糊不清,也可设法用后面清晰的点进行验证,故D正确;
故选:AD.
(2)该实验是验证机械能守恒定律的实验.因为我们知道自由落体运动只受重力,机械能就守恒.如果把重物的实际运动看成自由落体运动,再运用自由落体的规律求解速度,那么就不需要验证呢.
其中abc三项都是运用了自由落体的运动规律求解的,故abcC错误.
d是运用匀变速直线运动规律求解的,所以正确的是d.
故选:d.
(3)重力势能减小量等于△Ep=mgh=0.300×9.8×(0.0442+0.0480)J=0.271 J.
利用匀变速直线运动的推论
vB=
(0.0403+0.0442)m
2×0.02s
=2.11m/s
vD=
(0.0480+0.0518)m
2×0.02
=2.49m/s
EkB=
1
2
mvB2,EkD=
1
2
mvD2
△Ek=EkD-EkB=0.264J
故答案为:(1)AD(2)d(3)0.271 J;0.264J

⑩ 现通过如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律.水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨(利用此装置实验时可忽

滑块、遮光片下降重来力势源能减小,所以滑块、遮光片重力势能的减小量为:△EP=Mgssinθ=Mgs

h
d

光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法.由于光电门的宽度b很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度为:
vB=
b
t

根据动能的定义式得出:
△Ek=
1
2
MvB2=
1
2
M(
b
t
)2
若在运动过程中机械能守恒,有:△Ek=△EP
所以
1
t2
与s的关系式为:
1
t2
2gsh
db2

故答案为:Mgs
h
d
2gsh
db2

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