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使用如图所示的装置验证机械能守恒定律

发布时间:2021-02-03 21:42:31

① (1) 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.在下面所列举的该实验的几个操作步骤中.你认为没有必要进

(1) BCD (2) 0.98 0.50 0.48

② 利用如图1所示的装置验证机械能守恒定律.(1)电火花打点计时器应接______电源.(2)实验部分步骤如下

(1)打点计时器的工作电压为交流电,实验时必须先接通电源再释放纸带;
(3、4)处理数据内时,由于纸容带做匀加速直线运动,则某段时间内中间时刻的速度等于平均速度,到B点时速度v=

h3?h1
2T

O点速度为零,增加的动能△Ek=
1
2
mv2,联立得△Ek=
m(h3?h1)2
8T2
,到B点时减小的重力势能△Ep=mgh2
由于纸带和计时器之间有摩擦,实际有△Ek<△Ep
故答案为:(1)220V交流;(3)
m(h3?h1)2
8T2
,mgh2(4)小于.

③ 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,输出电压为6V的交流电和直流电两种

(1)没有必要进行的步骤是:
因为我们是比较mgh、
1
2
mv 2 的大小关系,故m可约去比较,不需要用天平.故C没有必要.故选C.
操作不恰当的步骤是:
应将打点计时器接到电源的交流输出端上,故B错误.
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D错误.
故选BD.

(2)利用匀变速直线运动的推论△x=at 2
a=
△x
t 2
=
s 2 - s 1
(2T) 2
=
1
4
( S 2 - S 1 ) f 2
(3)还需要测量的物理量是重锤的质量m.
重物下落过程中受重力mg和阻力F,根据牛顿第二定律得:
F =mg-F
F=mg-ma=mg-
m
4
( S 2 - S 1 ) f 2
故答案为:(1)C、BD
(2)
1
4
( S 2 - S 1 ) f 2
(3)重锤的质量m,mg-
m
4
( S 2 - S 1 ) f 2

④ 用如图所示的装置“验证机械能守恒定律”.实验室所给的电源为输出电压为6 V的交流电和直流电两种.重物

(1) C;(2分)
(2) mg(x 0 +x 1 ) ;(3分) 。(3分)

⑤ 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.

⑥ 利用如图所示的装置验证机械能守恒定律.图中AB是固定的光滑斜面,斜面的倾角为30°,1和2是固定在斜面上

(1)滑块通抄过光电门1时的速度v1=

d
t1
=
0.05
5×10?2
=1.00m/s
通过袭光电门2时的速度v2=
d
v2
=2.50m/s
(2)滑块通过光电门1、2之间的动能增加量△Ek=Ek2-Ek1=
1
2
mv22-
1
2
mv12=5.25J
重力势能减小量△Ep=mgh=2.0×9.8×0.540J=5.29J.
故答案为:(1)1.00;2.50;(2)5.25;5.29.

⑦ 使用如图(a)所示的装置验证机械能守恒定律,打出一条纸带如图(b)所示,O是打出的第一个点迹,A、B、C

①E点的速度为来 v E =
S
2T
,则O到E,动能的自增加量为 △ E k =
1
2
m v E 2 =
1
8
m(
S
T
) 2 ,重力势能的减小量△E p =mgl,若 mgl=
1
8
m (
S
T
) 2 ,即 gl=
1
8
(
S
T
) 2 ,机械能守恒.
②若初速度为零,加速度为g,则OA间的距离大约2mm,发现OA距离大约4mm,知初速度不为零,可能是先释放纸带后启动打点计时器.求解动能的变化量时,未减去初速度,则重力势能的减小量小于动能的增加量,即 gl<
1
8
(
S
T
) 2 .
故答案为:① gl=
1
8
(
S
T
) 2 ②先释放纸带后启动打点计时器, gl<
1
8
(
S
T
) 2

⑧ (1)用如图a所示的装置“验证机械能守恒定律”①下列物理量需要测量的是______、通过计算得到的是______

(1)①重锤的质量可测可不测,因为动能的增加量和重力势能的减小量式子中都有质量,可以约去.需要测量的物理量是C:重锤下落的高度,通过计算得到的物理量是D:与下落高度对应的重锤的瞬时速度.
②重物由B点到D点势能减少量的表达式为(s3-s1)mg,B点的速度vB=

S2
2T
,D点的速度vD=
S4?S2
2T
,则动能的增加量△EK=
1
2
mvD2-
1
2
mvB2=
ms4(
s

⑨ 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律,他将两物块A和B用轻质细绳连接跨过轻质定滑轮,B下端连接

从O到B的过程中,物块A、B组成的系统重力势能减少量为:
△Ep=(mA-mB)ghOB=(150-50)×10-3×9.8×(38.89+3.91)×10-2J=0.42J;
B点的速度为:vB=

xAB+xBC
2T
=内
0.0391+0.0409
0.04
m/s=2m/s
系统动能增加量为:△容Ek=
1
2
(mA+mB)vB2=
1
2
×(150+50)×10-3×22J=0.40J
因为△Ep≈△Ek
所以由此可得出的结论是:在实验误差允许范围内,系统机械能守恒.
故答案为:0.42;0.40;在误差允许范围内,系统机械能守恒.

⑩ 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

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