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精英家教网用落体验证机械能守恒定律的实验
(1)在“验证机械能守恒定律”的实验中,下面叙述正确的是
 

A.应用天平称出物体的质量
B.应当选用点迹清晰,特别是第一个点没有拉成长条的纸带
C.操作时应先放纸带后接电源
D.打点计时器应接在电压为4~6V的直流电源上
(2)为进行该实验,备有下列器材可供选择
铁架台、电磁打点计时器、复写纸片、纸带、低压直流电源、秒表、导线、开关.其中不必要的器材是
 
.缺少的器材是
 

(3)若实验中所用重物的质量m=1㎏,打点时间间隔为0.02s,打出的纸带如图所示,O.A.B.C.D为相邻的几点,测的OA=0.78cm.OB=1.79cm.OC=3.14cm.OD=4.90cm,查出当地的重力加速度g=9.80m/s2,则重物在B点时的动能EAB=
 
 J.从开始下落到B点的过程中,重物的重力势能减少量是
 
J,由此得出的结论是
 
分析:书本上的实验,我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚.
纸带实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度,从而求出动能.根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值.
解答:解:(1)A、因为我们是比较mgh、
1
2
mv2的大小关系,故m可约去比较,不需要用天平.故A错误.
B、应当选用点迹清晰,特别是第一个点没有拉成长条的纸带,故B正确.
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、打点计时器应接在电压为4~6V的交流电源上.故D错误.
故选B.
(2)其中不必要的器材是低压直流电源、秒表.
缺少的器材是低压交流电源、刻度尺.
(3)利用匀变速直线运动的推论得:
vB=
xAC
tAC
=
(3.14-0.78)cm
2×0.02s
=0.59m/s
EkB=
1
2
mvB2=0.174J
重力势能减小量△Ep=mgh=1×9.8×0.179J=0.175J.
由于重力势能减小量略大于动能的增加量,在误差允许范围内,重物下落的机械能守恒.
故答案为:(1)B
(2)低压直流电源、秒表;低压交流电源、刻度尺
(3)0.174,0.175,在误差允许范围内,重物下落过程中机械能守恒.
点评:运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题.
要注意单位的换算.
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用落体验证机械能守恒定律的实验.若实验中所用重物的质量m=1kg,打点时间间隔为0.02s,打出的纸带如图所示,O为起点,A、B、C、D为相邻的几点,测的OA=0.78cm、OB=1.79cm、OC=3.14cm、OD=4.90cm,查出当地的重力加速度g=9.80m/s2,则重物在B点时的动能EAB=
0.174
0.174
J.从开始下落到打B点的过程中,重物的重力势能减少量是
0.175
0.175
J(保留三位有效数字),由此得出的结论是:
误差允许的范围内,做自由落体运动的重锤的机械能守恒
误差允许的范围内,做自由落体运动的重锤的机械能守恒

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用落体验证机械能守恒定律的实验
(1)为进行该实验,备有下列器材可供选择
铁架台、打点计时器、复写纸片、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关.其中不必要的器材是
天平、秒表、低压直流电源
天平、秒表、低压直流电源
.缺少的器材是
重锤、刻度尺、低压交流电源
重锤、刻度尺、低压交流电源

(2)若实验中所用重物的质量m=1㎏,打点时间间隔为0.02s,
打出的纸带如图所示,O、A、B、C、D为相邻的几点,测的OA=0.78cm、OB=1.79cm、OC=3.14cm、OD=4.90cm,查出当地的重力加速度g=9.80m/s2,则重物在B点时的动能EAB=
0.174
0.174
 J.从开始下落到B点的过程中,重物的重力势能减少量是
0.175
0.175
J,由此得出的结论是
在实验误差允许的范围内减少的物体重力势能等于其增加的动能,物体自由下落过程中机械能守恒
在实验误差允许的范围内减少的物体重力势能等于其增加的动能,物体自由下落过程中机械能守恒

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用落体验证机械能守恒定律的实验

(1)为进行该实验,备有下列器材可供选择铁架台.打点计时器.复写纸片、纸带、低压直流电源.天平、秒表、导线、开关.其中不必要的器材是
天平、秒表、低压直流电源
天平、秒表、低压直流电源
.缺少的器材是
重锤、直尺、低压交流电源(或交流电源)
重锤、直尺、低压交流电源(或交流电源)

(2)若实验中所用重物的质量m=1㎏,打点时间间隔为0.02s,打出的纸带如图5-5-14所示,O.A.B.C.D为相邻的几点,测的OA=0.78cm.OB=1.79cm.OC=3.14cm.OD=4.90cm,查出当地的重力加速度g=9.80m/s2,则重物在B点时的动能EAB=
0.174
0.174
 J.从开始下落到B点的过程中,重物的重力势能减少量是
0.175
0.175
J,由此得出的结论是
在实验误差允许的范围内减少的物体重力势能等于其增加的动能,物体自由下落过程中机械能守恒
在实验误差允许的范围内减少的物体重力势能等于其增加的动能,物体自由下落过程中机械能守恒

(3)根据纸带算出相关各点的速度v量出下落的距离h,以
v22
为纵轴,以h为横轴画出的图线应是图2中的
C
C
,就证明机械能是守恒的,图象的些率代表的物理量是
重力加速度
重力加速度

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用落体验证机械能守恒定律的实验
(1)为进行该实验,备有下列器材可供选择铁架台、打点计时器、复写纸片、纸带、直流电源、天平、秒表、导线、开关.其中不必要的器材是
直流电源、天平、秒表
直流电源、天平、秒表
.缺少的器材是
交流电源,刻度尺
交流电源,刻度尺

(2)若实验中所用重物的质量m=1㎏,打点时间间隔为0.02s,打出的纸带如图所示,O、A、B、C、D为相邻的几点,测的OA=0.78cm、OB=1.79cm、OC=3.14cm、OD=4.90cm,查出当地的重力加速度g=9.80m/s2,则重物在B点时的动能EkB=
0.174
0.174
 J.从开始下落到B点的过程中,重物的重力势能减少量是
0.175
0.175
J.(结果保留三位有效数)

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