7.9 實驗驗證機械能守恒定律 習(xí)題

227.9驗：驗證機械能守定律習(xí)題221．在“驗證機械能守恒定律”實驗中，要驗證的是重物重力勢能的減少等于它動能的增加，以下步驟僅是實驗中的部分，在這些步驟中多余的或錯誤的)A．用天平稱出重物的質(zhì)量B把打點計時器固定到鐵架上，并用導(dǎo)線把它和低壓交流電源連接起來C把紙帶的一端固定到重物，另一端穿過打點計時器的限位孔，把重物提升到一定高度D．接通電源，待打點穩(wěn)定后釋紙帶E．用測出重物下落的時間1解析在“證機械能守恒定”實驗中證重力勢能減少量mgh和能加21mv之的大小關(guān)系，若機械守恒，則有mghv成，兩邊都有質(zhì)量，可約去，即證21gh＝v2

2

成立即可，故無需測質(zhì)量A選項多余．對E選，測速度時，用的是紙帶上的記錄點間的距離和打點計時器打點時間間隔，無需用秒表測量，因此E選也余答案AE2用圖示裝置進驗證機械能守恒定律的實驗時測量物體由靜止開始自由下落某點時的瞬時速度v和落高度同學(xué)利用實驗得到的紙帶，設(shè)計以下四種測量方案：．刻度尺測出物體下落的高，并測出下落時間通計算出瞬時速度v.b．用刻度尺測出物體下落的高，并通過v計出瞬時速度v.．據(jù)做勻變速直線運動時紙上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速v2度，測算出瞬時速度v，通h＝算出高度h.2gd．用刻度尺測出物體下落的高，根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平速度，測算出瞬時速度以上方案中只有一種正確，正的__________填應(yīng)的字)

22222解析物落程紙與打點計時器的阻礙作用加速度要小于重力加速度g，可用方案中的式來求解．22222答案d3．某同學(xué)利用豎直上拋小球的閃照片驗證機械能守恒定律．頻閃儀每隔0.05一中數(shù)據(jù)實際距離同通過計算得到不同時刻的速度如下地力速取9.8，球質(zhì)量m＝0.2果保留三位有效數(shù)時刻速度(

t24.99

t34.48

t43.98

t5由閃片的據(jù)算刻小球的速度v＝__________55從tt時，重力勢能量＝__________，減少量25p＝__________

k在差許范內(nèi)若近似相等，從而驗證了機械能守恒定律．由上述pk計算得__________(選填“>”)，造這種結(jié)果的主要原因是pk________________________________________________________________________________________________________________________________________________.＋18.66解析：時小的度v－＝3.48t到t時，552×0.0525重力勢能增量＝mgh＋×p

－

k11＝mv－m＝1.28，這種結(jié)果的主要原因是存在空氣阻力．2225pk答案：；1.28；空氣阻力如示，兩個質(zhì)量各為m和m的物塊A和B別系在一條跨12過定滑輪的軟繩兩端，已知要此裝置驗證機械能守恒定律．12若定塊從開始下的過程進行測量，則需要測量的物理量有_線上填選項前的編)①物塊的質(zhì)量m12②物塊下距離及下落這距離所用的時間③物塊上距離及上升這距離所用的時間④繩子的長度

為高驗果準程，組同學(xué)對此實驗提出以下建議：①繩的質(zhì)量要輕②在“輕質(zhì)繩”的前提下，繩越長越好③盡量保證物塊只沿豎直方向動，不要搖晃④兩個物塊的質(zhì)量之差要盡可小以上建議中確實對提高準確程有作用的______在線上填入選項前的編出一條上面沒有提到的對高實驗結(jié)果準確程度有益的建議：________________________________________________________________________.解析通連在起A兩物驗證機械能守恒定律驗系的能化動能變化是否相等連在A降的距離一定等于B上距離A的速大小總是相等的，故②、③只測中之一即可，不需要測量繩子的長度．如繩質(zhì)不忽A組系統(tǒng)勢能將有一部分轉(zhuǎn)化為繩子的動能而為驗證機械能守恒定律帶來誤物擺兩的速度有差別計統(tǒng)的動能來誤差；兩物塊質(zhì)量相差較小，摩擦等阻力做功占兩物塊的機械能的比例增大，誤差增，故無需減小兩物塊的質(zhì)量差．答案：②或①③③例：“對同一高度進行多次測量取平均值”；“選取受力后相對伸長盡量小的繩；等等5．如圖所示，是用落體法“驗機械能守恒定律”的實驗裝置，請回答下列問題：從列材選實所需其編號__________．A．打點計時紙C天平；

重；米刻度尺；秒．實驗中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要因是紙帶通過打點計時器的摩擦阻力，使重錘獲得的動

2222222能往__________它所減小的力勢“”、“小于”或“等于2222222如以v

/2軸h為軸據(jù)驗數(shù)據(jù)繪出v

－h(huán)線是一條通過坐標原點的傾斜直線，該直線的斜率__________．1解析：證機械能守恒定律，只需驗證2

2

與gh近等，故無需測量錘質(zhì)量，用打點計時器可以測量重錘下高度即下落的時間，故無需秒表，故正確的為A、D.由于重錘下落過程中有部分力勢能轉(zhuǎn)化為克服摩擦力做功而產(chǎn)生的熱，故重錘獲得的動能稍小于減小的重力勢能11由v可知，以為h為軸，所繪圖線的斜率為重力加速度g.22答案：(1)ABD小力加速度6.所示是“用DIS實系統(tǒng)研究機械能守恒定律”的實驗裝置，完成下列有關(guān)問題：本驗，用傳器_傳感器本實驗中，先選取零勢能面進行實驗，則零勢能面位置的選取對驗證擺錘動能與重力勢能之和常_影填”或“無每次都準確從同一位置靜止放擺錘，改變傳感器安裝的高度，以同一零勢能面測得四個不同位置的重力勢能和動的數(shù).動能(J)0.002.464.917.34

重力勢能J)7.505.002.500.00

機械能(J)7.507.467.417.34分析實驗數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，動能勢能之械測置的不同而不斷減小，其可能的原因是：____________________________________________________________.解析：用光電門可測量擋時間，再測量擺錘的直徑，即可求出擺錘的速度．驗證機械能守恒定律時，可通過比較重力勢能的減少量與動能的增加量是否相等來判斷機械能是否守恒，故與零能面的選取無關(guān)．由擺運過中到力力做負功，使擺錘的機械能減?。?/p>

2222222答案：電門無擺擺動過程中存在一定的阻力22222227．在“驗證機械能守恒定律”實驗中，所用電源的頻率為50Hz某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測量時各計數(shù)點對應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖所O打點時器打出的開始下落的第點，、F分是每打兩個點取出的計數(shù)據(jù)紙帶計算：重下到點、點速度；若錘質(zhì)為m則重從開始下落到打B時，減少的重力勢能是多少？重錘增加的動能為多少？若錘量kg求重錘落BE高過程中重力勢能減少多少？重錘的動能增加多少地力速為9.8)解：x＝195.0mm＝0.0700mx＝280.5mm－195.0mm＝0.0855mx＝498.0mm－381.5＝116.5mmmx＝630.0－498.0mm＝132.0mm＝0.1320mv

＋xBAB＝(0.070m/sv

＋xEDE＝(0.116m/s.重從始落打點：減少的重力勢能為ΔE＝mgxmmp減1增加的動能為＝mv＝mmk增2B2重錘下落BE高時少重能為

p

減

＝mgx－0.195＝m(J)111增加的動能＝v－v＝m－k增2EB2

22242412222424128．(2011南高考要過實驗證機械能守恒定律．實驗裝置如圖甲所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)上A點一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細繩一質(zhì)量為的碼相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；軌上點一光電門，可以測量光片經(jīng)過光電門時的擋光時間dA導(dǎo)軌底點的距離h表A與C的差b表光片的寬度s示A兩點距離，遮光片通過光電門的平均速度看滑塊通過時的瞬時速度．用g表示加速度．完下列填空和作圖：若滑自A點止釋放則在滑塊從A運至B的中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量表示為，能增量表為_______11_____在運動過程中機械能恒，s的式為＝__________.tt多改光門位，次滑塊自同一點滑，測量相應(yīng)的t值果如下表乙所示：

10.6008.22

20.8007.17

31.0006.44

41.2005.85

51.4005.43

2

)

1.48

1.95

2.41

2.92

3.39乙1以s坐標，為坐標答題卡對應(yīng)圖丙位置的坐標紙中描出第第個數(shù)點t根據(jù)5個數(shù)點直得該直線的斜率＝__________×10m效數(shù)

22222222412222222224121由測得的、d、M和數(shù)值計算出直斜率kk和比較，若t00其差值在實驗允許的范圍內(nèi)，可認為此實驗驗證了機械能守恒定律．h解析：塊的重力勢能減小Mg砝碼的重力勢能增