驗證機械能守恒定律試驗測試題及解析

驗證機械能守恒定律試驗測試題及解析A點。光電A的正下方，在d的遮光條。將鋼球拉至不同位置由靜止tv=d作為鋼球經(jīng)過Aht,計算并AAEpAEk,AEp=mgh計算鋼球重力勢能變化的大小，式中鋼球下落高度之間的豎直距離。A點時的頂端A點時的球心A1AEk=2mv2計算鋼球動能變化的大小。用刻度尺測量遮光條寬度，cm0.0100sov=m/so下表為該同學(xué)的試驗結(jié)果：

就能驗證機械能是否守恒。h應(yīng)測量釋放時的鋼球球心到AEp(X102J)AEk(X102J)

4.8925.04

9.78610.1

14.6915.1

19.5920.0

29.3829.8他覺察表中的AEp 與AEk 之間存在差異，認為這是由于空氣阻力造成的。你是否同意他的觀點？請說明理由。請你提出一條減小上述差異的改進建議：解析：(1)高度變化要比較鋼球球心的高度變化。d(2)1.50cm,vv=1.50m/s。(3)AEk＞AEPAEk＜p,所以不同意他的觀點。(4)AAEk=2mv2AEkAEp與正k的差異可考慮將遮光條的速度折算為鋼球的速度。答案：(1)B(2)1.50(1.49?1.51均可)1.50(1.49?1.51均可)(3)AEkAEp,AEkAEP。(4)Ll,kv折1。某試驗小組利用如以下圖的裝置驗證機械能守恒定律，試驗主要步驟如下:①將光電門安裝在固定于水平地面上的長木板上;②將細繩一端連在小車上，另一端繞過兩個定滑輪后懸掛一鉤碼，調(diào)整木板上滑輪的高度，使該滑輪與小車間的細繩與木板平行;L,t；④依據(jù)試驗數(shù)據(jù)計算出小車與鉤碼組成的系統(tǒng)動能的增加量和鉤碼重力勢能的削減量。依據(jù)上述試驗步驟，試驗中還需測量的物理量有。dB,miC.m2D.t為。轉(zhuǎn)變L的大小，重復(fù)步驟③、④，假設(shè)在誤差范圍內(nèi)，系統(tǒng)動能的增加量均等于鉤碼重力勢能的削減量，說明該系統(tǒng)機械能守恒。2v=AEk=2〔mi+m2〕v2=一=27““，鉤碼AEp=m2gL,dmi、鉤m2,A、B、C正確，D錯誤。mim2d2k答案：〔1〕ABC〔2〕ZE=-2p-AEp=m2gLk3.〔2023揭陽模擬置在水平氣墊導(dǎo)軌上，左端固定，右端在O點；在OB、C位置各安裝一個光電門，計時器〔圖中未畫出〕與兩個光電門相連。先用米尺測得B、Cs,再用帶有遮光片的A,B到Ct,A、O之間的距離x。v=。為求出彈簧的彈性勢能，還需要測量?！策x填字母序號〕彈簧原長當?shù)刂亓铀俣然瑝K(含遮光片)的質(zhì)量(3)假設(shè)氣墊導(dǎo)軌左端比右端略高，彈性勢能的測量值與真實值比較將。(選填字母序號)A.B.C.相等解析：(1)BC段的平均速度表示滑塊離開彈簧時的一、一一，sv=t。由系統(tǒng)機械能守恒可知彈簧的彈性勢能等于滑塊增加的動能，故應(yīng)求解滑塊的動能，依據(jù)動能表Ek=2mv12A、B錯誤，C正確。假設(shè)氣墊導(dǎo)軌左端比右端略高，導(dǎo)致通過兩光電門的時間將減小，那么測得速度偏大，因此彈性勢能的測量值也A正確，B、C錯誤。s4.(2023濰坊*II擬)在“驗證機械能守恒定律”的試驗中，一試驗小組讓30。的斜面上滑下，用頻閃相機記錄了小球沿斜面下滑的過B、C、D、E到A的距離分別為si、s2、竽、s4,f,g9.8m/s2。DVD=Av2-sk=,則小球下滑過程機械能守恒。⑶假設(shè)轉(zhuǎn)變斜面傾角進展試驗，請寫出斜面傾角大小對試驗誤差的影響DVDMsCE解析：(1)依據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度可以求出s4—s22f。mgH=Jmv2,gssin30=2v2,v2=gs,v2-sk=g=9.8m/s2,則小球下滑過程機械能守恒。AEkp,主要緣由是該過程中有阻力做功，使小球的一局部重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；當斜面傾角越大，壓力減小，則摩擦阻力變小，因此阻力做功越少，則誤差越小。—s4——s2答案：(1)2-f(2)9.8(3)斜面傾角越大，誤差越小某同學(xué)利用如以下圖裝置來驗證機械能守恒定律。A、B是質(zhì)量均為m的小物塊，C是質(zhì)量為M的重物，A、B間由輕彈簧相連，A、C間由輕質(zhì)細繩相連。在物塊BC下放置一速度傳感器，壓力傳感器與速度傳感器相連。整個試驗中彈簧均處于彈性g。試驗操作如下：開頭時，系統(tǒng)在一外力作用下保持靜止，細繩拉直但張力為零?，F(xiàn)釋C,C的速度為v。ABCM,a(1)該試驗中，M和mMm(選填“小于”“等于”或“大于”)。vM的關(guān)系，每次測C的速度時，C已下降的高度應(yīng)(選填“一樣”或“不同”)。依據(jù)所測數(shù)據(jù)，為更直觀地驗證機械能守恒定律，應(yīng)作出v34-^L”)圖線。M+m依據(jù)(3)b,則彈簧的勁度系數(shù)為(用題給的量表示)。

1,,，、(選填“v2-M”“v2-萬或解析：(1)試驗過程中需要測定壓力傳感器示數(shù)為零時，Cv,M>m。由題意知 而 (2)mg,而壓力傳感器示數(shù)為零時，彈簧被拉伸，彈力大小仍為mg,x=mg?+iC由題意知 而 (4) b=2gx, x=2mg, K=4mg-oKb答案：(1)大于(2)一樣(3)v2——(4)4mg2M+mb某爭論性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖甲所示。在氣墊導(dǎo)軌上相隔 測C的速度時，C已下降的高度一樣，為罕。AB,P上固(3)由題意可知彈性勢能在始、末狀態(tài)一樣，為此只需驗證定一遮光條，假設(shè)光線被遮光條遮擋，光電傳感器

+2gx,所以應(yīng)作 v2- 圖線。會輸出高電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計算機相連?；瑝K在細線的牽引下向左加速運動，遮光條經(jīng)A、BU隨時間t變化的圖像。3v2=一01cm2L[i]]J|ill1i [山JL『r標尺丙試驗前，接通氣源，將滑塊(不掛車^Atia(選填“>”“”或“<”時，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。d,d=mm。PQ相連，鉤碼Q的質(zhì)量為mP由圖甲所Ati、At2和d，要驗證滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能是否守恒，還應(yīng)測出(寫出物理量的名稱及符號)。假設(shè)上述物理量間滿足關(guān)系式,則說明在上述過程中，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能守恒。解析：(1)試驗前，接通氣源，將滑塊(不掛車勾碼)Ati=At2時，說明滑塊已經(jīng)勻速運動，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。d,d=5.0mm。dd滑塊經(jīng)過兩個光電門的速度分別為：瓦^mgL,要驗證的關(guān)系是mgL=“(m+M)g-2—；(m+M)2,M和兩光電門間距離L。2ZXt22AtimgL=|(m+M)+2—；(m+M)+2,則說明在上述過程中，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能守恒。(3)滑塊(含遮光條)M和兩光電門間距離L1d_

1d_2 (4)mgL=2(m+M)At22-2(m+M)Jd、m的金屬小球由AA處正下方、固定于BA、B間的距離H(H?d),t,g。則：0(2)屢次轉(zhuǎn)變高度H,重復(fù)上述試驗，作出 ，隨H的變化圖像如圖丙所示，當圖中量 b、H和重0(1)d=cm。g及小球的直徑d滿足以下表達式：時，可推斷小球下落過程中機械能守恒。(3)AEkAEp,