9 实验:验证机械能守恒定律 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

验证机械能守恒定律的实验中,有下述A至F六个步骤:
A.将打点计时器竖直固定在铁架台上
B.接通电源,再松开纸带,让重物自由落下
C.取下纸带,更换新纸带(或将纸带翻个面),重新做实验
D.将重物固定在纸带的一端,让纸带穿过打点计时器,用手提纸带
E.选择一条纸带,用刻度尺测出物体下落的高度h1、h2、h3…hn,计算出对应的瞬时速度
F.分别计算出
1
2
m
v
2
n
和mghn,在误差范围内看是否相等
(1)以上实验步骤按合理的操作步骤排列应是
A、D、B、C、E、F
A、D、B、C、E、F
(2)
1
2
m
v
2
n
总是
小于
小于
mghn (填大于、小于或等于),原因是
有摩擦力和空气阻力做负功
有摩擦力和空气阻力做负功

(3)某同学用图中所示装置进行实验,得到的纸带,A、B、C、D、E为连续的五个点,交流电的频率为50Hz,测出点A,C间的距离为14.77cm,点C,E间的距离为16.33cm,已知当地重力加速度为9.8m/s2,重锤的质量为m=1.0kg,则重锤在下落过程中受到的平均阻力大小F1=
0.05
0.05
N.

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“验证机械能守恒定律”的实验装置可以采用图示的甲或乙方案来进行
(1)比较这两种方案,
(填“甲”或“乙”)方案好些;
(2)该同学开始实验时情形如图丙所示,接通电源释放纸带.请指出该同学在实验中存在的两处明显错误或不当的地方:
打点计时器接了直流电源
打点计时器接了直流电源
;②
重物离打点计时器太远了
重物离打点计时器太远了

(3)某同学通过实验方案甲验证机械能守恒,已知当地重力加速度g=9.80m/s2.实验选用重锤质量为0.5kg,纸带上连续的点A、B、C、D至O点的距离如丁图所示(O点为开始下落点),则重锤从O运动到C,重力势能减少
2.75
2.75
J,重锤经过C时,其动能增加
2.73
2.73
J.

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验证机械能守恒定律的实验中:质量m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出一系列的点,如图所示(相邻记数点时间间隔为0.02s),长度单位cm,那么打点计时器打下记数点B时,物体的速度vB=
0.98
0.98
m/s;从起点O到打下记数点B的过程中重力势能减少量是△Ep=
0.49
0.49
J,此过程中物体动能的增加量△Ek=
0.48
0.48
J(g取9.8m/s2,所有结果保留两位有效数字.);通过计算,数值上△Ep
△Ek(填“>”“=”或“<”),这是因为
纸带和重錘运动过程中受阻力
纸带和重錘运动过程中受阻力
;最后得出实验的结论是
在实验误差允许的范围内机械能守恒
在实验误差允许的范围内机械能守恒

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验证“机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法(g=9.8m/s2):
(1)通过验证
1
2
mυ2=mgh
来验证机械能守恒定律时,对纸带上起点的要求是
初速度等于零
初速度等于零
;为此,所选择纸带的第一、二两点间距应接近
2mm
2mm

(2)若实验中所用重锤质量m=1kg,打点纸带如图所示,打点时间间隔为0.02s,则记录B点时,重锤的速度υB=
0.59m/s
0.59m/s
,重锤动能EkB=
0.174J
0.174J
.从开始下落起至B点,重锤的重力势能减少量是
0.173J
0.173J
,因此可得出的结论是:
在误差允许范围内,重物下落的机械能守恒.
在误差允许范围内,重物下落的机械能守恒.


(3)根据纸带算出相关各点的速度υ,量出下落距离h,则以
υ2
2
为纵轴,画出的图象应是图中的
C
C
,图线的斜率表示
g
g

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验证“机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法,已知所用电火花打点计时器所接电源的频率为50Hz.查得当地的重力加速度为g=9.80m/s2,重物质量为m=1kg,某同学选择了一条理想的纸带,用刻度尺测量时各计时点对应刻度尺的读数如图所示,图中O点是打点计时器打出的第一个点,A、B、C、D分别是连续打出的计时点.

(1)若利用BC段来验证机械能守恒定律,重物由B点运动到C点时,重物的重力势能的减少量△EP=
0.470
0.470
J,此过程中物体动能的增加量△Ek=
0.440
0.440
J.(保留三位有效数字)
(2)这样验证的系统误差总是使重物的重力势能的减少量略
大于
大于
动能的增加量(填“大于”或“小于”),原因是:
纸带与打点计时器间有摩擦阻力,或存在空气阻力
纸带与打点计时器间有摩擦阻力,或存在空气阻力

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