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考點(diǎn)2g實(shí)驗(yàn):驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律立濤克勒遴一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證機(jī)械能守恒定律。、實(shí)驗(yàn)原理如圖所示,質(zhì)量為m的重物從。點(diǎn)自由下落,以地面作為零重力勢(shì)能面,若果忽略空氣阻力,下落過(guò)程中在任意兩點(diǎn)A和B處重物的機(jī)械能守恒,即2mvA+nghA=2mv+叫,該式亦可寫(xiě)成2mvB-2mvA=mghB-mghA。等式說(shuō)明,重物重力勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量。為了方便,可以直接從開(kāi)始下落的。點(diǎn)至任意一點(diǎn)(如圖中A點(diǎn))來(lái)進(jìn)行研究,這時(shí)應(yīng)有2嗎二m的,該式即為本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的表達(dá)式,式中h是重物從。點(diǎn)下落至A點(diǎn)的瞬時(shí)速度。三、實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,低壓交流電源,帶有鐵夾的鐵架臺(tái),紙帶,復(fù)寫(xiě)紙,帶架子的重物,刻度尺,導(dǎo)線。四、實(shí)驗(yàn)步驟.安裝置:按裝置圖安裝器材,沿豎直方向?qū)⒋螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上,接好電路。計(jì)時(shí)器紙帶計(jì)時(shí)器紙帶央子重物.打紙帶:將紙帶的一端用夾子固定在重物上,另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方。先接通電源,后松開(kāi)紙帶,讓重物帶著紙帶自由下落。更換紙帶重復(fù)做3?5次實(shí)驗(yàn)。.選紙帶(1)用1mV2=mgh驗(yàn)證時(shí),應(yīng)選取點(diǎn)跡較為清晰,且1、2兩點(diǎn)間的距離略小于或接近2mm的紙帶。2nn(2)用2嗎_2mvA=mgAh驗(yàn)證時(shí),由于重力勢(shì)能具有相對(duì)性,選擇紙帶時(shí)應(yīng)選適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn),只要后面的點(diǎn)跡清晰就可選用。五、數(shù)據(jù)處理方法一:利用起始點(diǎn)和第n點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入mgh和1mv2,在實(shí)驗(yàn)誤差允許的條件下,若mgh和1mv2相等,則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。n2n n2n方法二:任取兩點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。(1)任取兩點(diǎn)4B,測(cè)出hAB,算出mghAB。(2)算出mvnv2--mv2的值。2b2a(3)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的條件下,若mghA=1-mv2-1mv2,則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。AB2B2A方法三:圖象法從指戴上選取多個(gè)帶,測(cè)量從第一點(diǎn)到其余各點(diǎn)的下落高度h,并計(jì)算出各點(diǎn)速度的平方v2,然后以v2/2為縱軸,以h為橫軸,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出v2/2-h圖線。若在誤差許可的范圍內(nèi)圖線是一條過(guò)原點(diǎn)且斜率為g的直線,則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。六、誤差分析.本實(shí)驗(yàn)中,由于重物和紙帶在下落過(guò)程中要克服各種阻力(如空氣阻力、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器阻力)做功,故動(dòng)能的增加量AEk稍小于重力勢(shì)能的減少量AEp,即AEk<AEp,這屬于系統(tǒng)誤差。.本實(shí)驗(yàn)的另一個(gè)誤差來(lái)源于長(zhǎng)度的測(cè)量,屬于偶然誤差。減小誤差的辦法是測(cè)下落距離時(shí)都從。點(diǎn)測(cè)起,一次將各打點(diǎn)對(duì)應(yīng)的下落高度測(cè)量完,或者多次測(cè)量取平均值以減小誤差。七、注意事項(xiàng).打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要穩(wěn)定地固定在鐵架臺(tái)上,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器平面與紙帶限位孔要調(diào)整在數(shù)值方向上,以減小摩擦阻力。.應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物,增大重力可使阻力的影響相對(duì)減小,增大密度可減小體積,使空氣阻力減小。.實(shí)驗(yàn)中,需保持提紙帶的手不動(dòng),且保證紙帶豎直,先接通電源,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定工作后,再松開(kāi)紙帶。.測(cè)下落高度時(shí),要從第一個(gè)打點(diǎn)測(cè)起,并且各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的下落高度要一次測(cè)量完。.速度不能用vn=gtn或vn=歷n計(jì)算,因?yàn)橹灰J(rèn)為加速度為g,機(jī)械能當(dāng)然守恒,即相當(dāng)于用機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,況且用vn=gtn計(jì)算出的速度比實(shí)際值大,會(huì)得出機(jī)械能增加的結(jié)論,實(shí)際上由于摩擦阻力的影響,機(jī)械能應(yīng)減小,故速度應(yīng)通過(guò)紙帶上的數(shù)據(jù)計(jì)算得到。同樣道理,重物下落的高度h,也只能用刻度尺1 v2直接測(cè)量,而不能用h=-gt2或h=/計(jì)算得到。n2nn2g考匍一賣蛉原理典的引襟,(2018?浙江省溫州市十五校聯(lián)合體高一下學(xué)期期末聯(lián)考)如圖為某同學(xué)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置圖。(1)現(xiàn)有的器材:帶鐵夾的鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶夾子的重物、導(dǎo)線若干。為完成此實(shí)驗(yàn),除了所給的器材,還需要。(填選項(xiàng)前的字母)A.刻度尺 B.秒表 C.220V交流電源D.低壓交流電源(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為交流電源(頻率為50Hz),如圖為打出紙帶的一部分,A、B、C為連續(xù)的三個(gè)點(diǎn),用刻度尺量得,為=4.15cm,xBC=4.53cm,則可得到打B點(diǎn)時(shí)重物下落的速度大小看m/s,重物下落的加速度大小g= m/s2。(BC(【參考答案】(1)AD (2)2.179.5【詳細(xì)解析】(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需接0~12V的交流電源,測(cè)量瞬時(shí)速度以及下降的距離需要刻度尺。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以測(cè)量時(shí)間,不需要秒表,故選AD。(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度,可得xAC(415+453)x10-2;- —— 二…71/二」;根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的判別式 可得N1 NXU.UN△x(4.53-4.15)x10-2 9 1g=F= ; m/s=9.5m/sT2 0.022度式/思1.(2018.江蘇省天一中學(xué)高考考前熱身卷)(1)某同學(xué)想利用圖甲所示裝置,驗(yàn)證滑塊與鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,該同學(xué)認(rèn)為只要將摩擦力平衡掉就可以了。你認(rèn)為該同學(xué)的想法—(填“正確”或“不正確”),理由是_打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(2)另一同學(xué)用一傾斜的固定氣墊導(dǎo)軌來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。如圖乙所示,質(zhì)量為m1的滑塊(帶遮光條)放在A處,由跨過(guò)輕質(zhì)定滑輪的細(xì)繩與質(zhì)量為m2的鉤碼相連,導(dǎo)軌B處有一光電門(mén),用L表示遮光條的寬度,%表示A、B兩點(diǎn)間的距離,6表示氣墊導(dǎo)軌的傾角,g表示當(dāng)?shù)刂亓铀俣?。①氣泵正常工作后,將滑塊由A點(diǎn)靜止釋放,運(yùn)動(dòng)至B,測(cè)出遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間K該過(guò)程滑塊與鉤碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量表示為,動(dòng)能的增加量表示為;若系統(tǒng)機(jī)械能守恒,1則”與%的關(guān)系式為:=(用題中已知量表示).②實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得m1=475g,m2=55g,遮光條寬度L=4mm,sin6=0.1,改變光電門(mén)的位置,滑塊每次均從1A點(diǎn)釋放,測(cè)量相應(yīng)的%與看的值,以”為縱軸,%為橫軸,作出的圖象如圖丙所示,則根據(jù)圖象可求得重L力加速度g0為m/s2(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),若g0與當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭近似相等,則可驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒。內(nèi)【答案】(1)不正確有摩擦力做功,不滿足機(jī)械能守恒的條件 (2)(m2-m1sin3)gx?(m1+m2)7(m2-m^inO)gx 7 ;一,9.4(m14-m2)L【解析】(1)機(jī)械能守恒的條件只有重力或彈力做功,平衡摩擦力時(shí),是用重力的分力等于摩擦力,但此時(shí)系統(tǒng)受到摩擦力,故摩擦力對(duì)系統(tǒng)做功,機(jī)械能不守恒;故該同學(xué)的想法不正確;(2)①滑塊由A到B的過(guò)程中,系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量為△Ep=m2gx-m1gxsin3;L 1 71 L7經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度為:『y;則動(dòng)能的增加量為",:'-(叫11, -(m]"%)(二),或機(jī)械能守恒,v 乙 乙 L1 2(m2-m1sinB)gx則有:△EpM埠聯(lián)立解得廠(一,…;2(m2-m^inO)gx②由上述公式可得,圖象中的斜率表示 ——“,代人數(shù)據(jù)解得:g=9.4m/s2。+m2)L【名師點(diǎn)睛】本題考查驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的條件,屬于創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)題目,要求能正確分析實(shí)驗(yàn)原理,能明確是兩物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。某同學(xué)利用圖甲所示裝置探究力對(duì)物體做的功與物體速度變化的關(guān)系,得到了下表的數(shù)據(jù):實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345橡皮筋條數(shù)13457小車速度v/(m?s-1)0.711.231.421.581.71(注:每條橡皮筋拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度都一樣)(1(1)由表可得出定性結(jié)論:(2)(2)(3)根據(jù)以上的^^圖象對(duì)w與V的關(guān)系作出初步判斷:設(shè)一條橡皮筋拉長(zhǎng)到固定長(zhǎng)度所做功為W0,大致畫(huà)出橡皮筋所做的功W與小車速度v的圖象。(畫(huà)在圖乙中)(4)(1(4)(1)(2)W與V的圖象如圖所示。根據(jù)數(shù)據(jù)完成下表的空白部分:實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345橡皮筋做功W0v2/(m2?s-2)W與V的關(guān)系【參考答案】(1)橡皮筋做的功與小車獲得的速度有關(guān),并且做功越多,小車獲得的速度越大(2)見(jiàn)解析(3)可能W8v2 (4)見(jiàn)解析【詳細(xì)解析】每條橡皮筋拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度都一樣,一條橡皮筋拉長(zhǎng)到固定長(zhǎng)度所做的功為W0,由做功與拉長(zhǎng)橡皮筋條數(shù)成正比得,第2、3、4、5次拉長(zhǎng)橡皮筋做功應(yīng)分別為3W0、4W0、5W0、7W0。定性結(jié)論:橡皮筋做的功與小車獲得的速度有關(guān),并且做功越多,小車獲得的速度越大。(3)W與v的圖象很像拋物線,可能W8v2。(4)如下表實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345橡皮筋做功W03W04W05W07W0v2/(m2^s-2)0.501.512.022.502.92W與v的關(guān)系W8v21.(2018?江西省上饒市高一第二學(xué)期期末統(tǒng)考)某同學(xué)安裝如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。如圖乙所示是該實(shí)驗(yàn)得到的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶;現(xiàn)要取A、B兩點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),已知電火花計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)下列幾個(gè)操作步驟中:A.按照?qǐng)D示,安裝好實(shí)驗(yàn)裝置;B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正確連接到電源上;C用天平測(cè)出重物的質(zhì)量;D.先釋放重物,后接通電源,紙帶隨著重物運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn);E.測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離;F.根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重物下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能。沒(méi)有必要的是 ,操作錯(cuò)誤的是 。(填步驟前相應(yīng)的字母序號(hào))(2)根據(jù)圖乙中紙帶可以判斷,實(shí)驗(yàn)時(shí)紙帶的(填“左”或“右”)端和重物相連接。(3)若x2=4.80cm,則在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)的速度vB= m/s。(4)若x1數(shù)據(jù)也已測(cè)出,則要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)還需測(cè)出的一個(gè)物理量為(5)經(jīng)過(guò)測(cè)量計(jì)算后,某同學(xué)畫(huà)出了如圖所示的E-h圖線,h為重物距地面的高度,則圖中表示動(dòng)能隨高度變化的曲線為(填“圖線A”或“圖線B”)L51.0E/JL51.0E/J【答案】(1)CD⑵左 (3)1.2(4)A、B之間的距離或hAR(5)圖線BAB1 2【解析】(1)因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、弓切口的大小關(guān)系,故m可約去比較,不需要用天平,故C沒(méi)有必要;開(kāi)始記錄時(shí),應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn),然后再釋放重物,讓它帶著紙帶一同落下,如果先放開(kāi)紙帶讓重物下落,再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器的電源,由于重物運(yùn)動(dòng)較快,不利于數(shù)據(jù)的采集和處理,會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差,故D錯(cuò)誤。(2)從A到B可以看出,相等時(shí)間內(nèi)的位移越來(lái)越大,則紙帶的左端與重物相連。TOC\o"1-5"\h\z(3)根據(jù)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度來(lái)求B的速度大小,得在紙帶上打下記數(shù)點(diǎn)B時(shí)的速度x?0,0480, ,。- 汀1/51.2HJ/.Sob2T2X0.02\o"CurrentDocument"1 1(4)要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,則需要重物下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能,即,"小" 亍八七,乙 乙若%1數(shù)據(jù)也已測(cè)出,則實(shí)驗(yàn)還需測(cè)出物理量為AB之間的距離。(5)設(shè)釋放重物離地的高度為H,根據(jù)動(dòng)能定理可知〃‘切"(〃")>,所',所,所以在圖中表示動(dòng)能隨高度變化的曲線為圖線B?!久麕燑c(diǎn)睛】紙帶問(wèn)題的處理是力學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的問(wèn)題。我們可以紙帶法實(shí)驗(yàn)中,若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng),測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距,利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論,可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。2.甲實(shí)驗(yàn)小組利用圖(a)裝置探究機(jī)械能守恒定律。將小鋼球從軌道的不同高度h處?kù)o止釋放,斜槽軌道水平末端離落點(diǎn)的高度為H,鋼球的落點(diǎn)距軌道末端的水平距離為so(g取10m/s2)(1)若軌道完全光滑,s2與h的理論關(guān)系應(yīng)滿足s2=(用H、h表示)。(2)圖(b)中圖線①為根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果,描點(diǎn)作出的s2-h關(guān)系圖線;圖線②為根據(jù)理論計(jì)算得到的s2-h關(guān)系圖線。對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)自同一高度靜止釋放的鋼球,實(shí)際水平拋出的速率 (選填“小于”或“大于”)理論值。造成這種偏差的可能原因是 。乙實(shí)驗(yàn)小組利用同樣的裝置“通過(guò)頻閃照相探究平拋運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械能守恒”。將質(zhì)量為0.1kg的小鋼球A由斜槽某位置靜止釋放,由頻閃照相得到如圖(c)所示的小球位置示意圖,。點(diǎn)為小球的水平拋出點(diǎn)。(3)根據(jù)小球位置示意圖可以判斷閃光間隔為s。2:::2:::(4)以O(shè)點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn),小球A在O點(diǎn)的機(jī)械能為J;小球A在。點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能為J,動(dòng)能為_(kāi)J,機(jī)械能為J。TOC\o"1-5"\h\z【答案】(1)4Hh (2)小于 軌道與小球間存在摩擦或小球的體積過(guò)大 (3)0.1 (4)0.1125 -0.8 0.91250.11251 —p :c7【解析】(1)對(duì)于小球從靜止釋放到水平拋出這段曲線運(yùn)動(dòng),運(yùn)用動(dòng)能定理研究得:mgh=5mv2,解得:v=<2gh,\o"CurrentDocument"1 防對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng),運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得出:在豎直方向:H=2gt2,則有:t= ①,在水平方向:s=vt②,由①②得:s=2%而所以:s2=4Hh。(2)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算得到的s2-h關(guān)系圖線中發(fā)現(xiàn):自同一高度靜止釋放的鋼球,也就是h為某一具體數(shù)值時(shí),理論的s2數(shù)值大于實(shí)驗(yàn)的s2數(shù)值,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律知道同一高度運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定,所以實(shí)驗(yàn)中水平拋出的速率小于理論值。從s2-h關(guān)系圖線中分析得出鋼球水平拋出的速率差十分顯著,認(rèn)為造成上述偏差的可能原因是小球與軌道間存在摩擦力,或小球的體積過(guò)大造成的阻力過(guò)大;由于摩擦阻力做功損失了部分機(jī)械能,所以造成實(shí)驗(yàn)中水平拋出的速率小于理論值。,」.一…(3)根據(jù)Ay=gT2得:T=、:10$=0.1s。0.05x4?, 0.05x3y,(4)設(shè)O點(diǎn)下一個(gè)點(diǎn)為B點(diǎn),根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v= =1m/s,水平初速度v=———=1.5m/s,yB2x0.1 x0.1所以小球A在O點(diǎn)的速度以=1.5向$,小球A在。點(diǎn)時(shí)的速度v=11.52+(12x0.05+0.1x10)2,小球A在0 c 2x0.1O點(diǎn)的機(jī)械能E0=0+1x0.1x(1.5)2=0.1125J,因O點(diǎn)為小球的水平拋出點(diǎn),且以O(shè)點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn),則小球A在。點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能為E=mgh=-0.8J;在。點(diǎn)的動(dòng)能:Ev=1mv2=0.91251;小球A在。點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能E=1p kC c Cxmxv/+(―mgh0p=0.9125-0.8=0.1125J?!久麕燑c(diǎn)睛】本題從新的角度考查了對(duì)機(jī)械能守恒實(shí)定律的理解,有一定的創(chuàng)新性,很好地考查了學(xué)生的創(chuàng)新思維,掌握平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法,平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)。一匐三睹薄處理留在實(shí)《中螃寂用翼例引襟,用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)時(shí)接通電源,質(zhì)量為m2的重物從高處由靜止釋放,質(zhì)量為m1的重物拖著紙帶打出一系列的點(diǎn),圖乙是實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶,A是打下的第1個(gè)點(diǎn),量出計(jì)數(shù)點(diǎn)E、F、G到4點(diǎn)距離分別為d1、d2、d3,每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的計(jì)時(shí)間隔為T(mén),當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。(以下所求物理量均用已知符號(hào)表達(dá))(1)在打點(diǎn)A~F的過(guò)程中,系統(tǒng)動(dòng)能的增加量AEk=,系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量AEp=,比較AEk、AEp大小即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。(2)某同學(xué)根據(jù)紙帶算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)速度,并作出v2-d圖象如圖丙所示,若圖線的斜率k=,即可驗(yàn)2證機(jī)械能守恒定律。TOC\o"1-5"\h\z【參考答案】(1)(m1+m2)(4-d1)2 (m2—m1)gd2 (2)m2-m1 g8T2 2 1 2 m+m\o"CurrentDocument"1 2【詳細(xì)解析】(1)由于每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的計(jì)時(shí)間隔為T(mén),根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度d-d求出點(diǎn)F的瞬時(shí)速度:V=3 1。f 2T... 1 (m+m)(d-d\在A?F過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量AEk=-2(m1+m2)vF2=——1 2 3 1—系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量為AEp=(m2-m1)gd2。
(2)本題中根據(jù)機(jī)械能守恒可知,(m2-m1)gd=2(m1+m2)v2,即有:-v2=gd,所以2v2-d圖象中圖象的斜率表一,.一m—m示重力加速度,那么斜率k=2 1g。m+m1 2【名師點(diǎn)睛】本題驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒,關(guān)鍵得出系統(tǒng)動(dòng)能的增加量和系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量,要掌握求瞬時(shí)速度的方法。1.(2018?安徽省淮南市高三第二次模擬考試)如圖所示是用光電計(jì)時(shí)器等器材做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。圖甲為光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置。圖乙中的滑塊上安裝一遮光板,把滑塊放在水平氣墊導(dǎo)軌上,并通過(guò)跨:,。過(guò)定滑輪的細(xì)繩與鉤碼相連。測(cè)得滑塊(含遮光板)質(zhì)量為M、鉤碼質(zhì)量為m、遮光板寬度為d、當(dāng)?shù)氐闹亓?,。速度為g。將滑塊在圖示位置釋放后,光電計(jì)時(shí)器記錄下遮光板先后通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間分別為"、"顯示屏遮光板滑塊光電門(mén)光電計(jì)時(shí)器/光電門(mén)】光電門(mén)28-(1)(2)顯示屏遮光板滑塊光電門(mén)光電計(jì)時(shí)器/光電門(mén)】光電門(mén)28-(1)(2)圖甲氣墊導(dǎo)軌圖乙用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光板寬度,測(cè)量結(jié)果如圖丙所示,則讀數(shù)為10 15 20國(guó)丙cm;若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得兩光電門(mén)中心之間的距離為L(zhǎng),本實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式為:(用題目中給定的字母表示);(3(3)TOC\o"1-5"\h\z1 d71 d?【答案】(1)1.015 ⑵,”工(叼?切)(―) 7(MI,)(―)"(3)氣墊導(dǎo)軌的左側(cè)偏高乙 ZACn 乙 八【解析】(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為10mm,游標(biāo)尺上第3個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊,所以游標(biāo)讀數(shù)為3X0.05mm=0.15mm,所以最終讀數(shù)為:10mm+0.15mm=10.15mm=1.015cm;(2)實(shí)驗(yàn)原理是:求出通過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度v1,通過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度v2,測(cè)出兩光電門(mén)間的距離L,在這1 1個(gè)過(guò)程中,減少的重力勢(shì)能能:"”中,",增加的動(dòng)能為:"-("?山)4-;?山)4;我們驗(yàn)證的乙 乙是:△Ep與aEk的關(guān)系,即驗(yàn)證:△&=△4代入得:加理=;(M+m)說(shuō)-:(M+m)",又:%=[,,2=^1 d?1 d代人得:,”7(M?,簿)(―) -(MI血)(―);(3)將氣墊導(dǎo)軌傾斜后,由于滑塊的重力勢(shì)能的增加或減少?zèng)]有記入,故增加的動(dòng)能和減少的重力勢(shì)能不相等;若左側(cè)高,系統(tǒng)動(dòng)能增加量大于重力勢(shì)能減少量;若右側(cè)高,系統(tǒng)動(dòng)能增加量小于重力勢(shì)能減少量。2.(2018?普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試仿真卷)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置去驗(yàn)證小球擺動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能守恒,實(shí)驗(yàn)中小球到達(dá)B點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)時(shí)恰好與桌面接觸但沒(méi)有彈力,D處的箭頭處放一鋒利的刀片,細(xì)線到達(dá)豎直位置時(shí)被割斷,小球做平拋運(yùn)動(dòng)落到地面,P是一刻度尺。該同學(xué)方案的優(yōu)點(diǎn)是只需利用刻度尺測(cè)量A位置到桌面的高度h,桌面到地面的高度H及平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移L即可。(1)測(cè)量A位置到桌面的高度h應(yīng)從開(kāi)始測(cè)(選填“球的下邊沿”或“球心”)。(2)實(shí)驗(yàn)中改變h多測(cè)幾次h和L的數(shù)值,利用作圖象的方法去驗(yàn)證。該同學(xué)取縱軸表示L,則橫軸應(yīng)表示—(3)若所作圖象的斜率為鼠則滿足 關(guān)系即可證明小球下擺過(guò)程中機(jī)械能守恒。【答案】(1)球的下邊沿(2)hh(3)k=2%H【解析】(1)球做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)水平方向勻速直線與豎直方向自由落體,對(duì)于豎直方向的高度是球下邊沿離開(kāi)桌面,到下落到地面,因此測(cè)量A位置到桌面的高度h應(yīng)從球下邊沿開(kāi)始測(cè)量;〃1 2H(2)根據(jù)球做平拋運(yùn)動(dòng),則有:H=-gt2,L=vt,聯(lián)立解得:L=v,——,而球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),則有:2 g,1mgh=-mv2,聯(lián)立解得:L=2、Hhh,因此該同學(xué)取縱軸表示L,則橫軸應(yīng)表示hh;(3)若所作圖象的斜率為k,根據(jù)第(2)問(wèn),則滿足k=2%H,即可證明下擺過(guò)程中,機(jī)械能守恒。真的引在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,利用重物拖著紙帶自由下落通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。(1)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是 。A.選用紙帶上任意兩點(diǎn)的數(shù)據(jù)都可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律B.必須使用的測(cè)量?jī)x器有:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、天平和刻度尺
C.實(shí)驗(yàn)中其他條件不變時(shí),所選重物的密度大小不影響實(shí)驗(yàn)的誤差D.紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔要在同一豎直線上(2)正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶,如圖所示,圖中0點(diǎn)為打點(diǎn)起始點(diǎn),且速度為零。選取紙帶上打出的連續(xù)點(diǎn),標(biāo)上A、B、?!瓬y(cè)得其中E、F、G點(diǎn)距打點(diǎn)起始點(diǎn)0的距離分別為h1、h2、h3。已知重物的質(zhì)量為辦當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為兀為驗(yàn)證此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中機(jī)械能是否守恒,需要計(jì)算出從打下0點(diǎn)到打下F點(diǎn)的過(guò)程中,重物重力勢(shì)能的減少量AEp=,動(dòng)能的增加量AEk=。(用題中所給字母表示)m(h-h)2【參考答案】(1)D(2【參考答案】(1)D8T2【詳細(xì)解析】(1)為了減小誤差,應(yīng)取距離較大的兩個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量計(jì)算,故A錯(cuò)誤;根據(jù)機(jī)械能守恒的表達(dá)式,質(zhì)量抵消,可知不需要測(cè)量質(zhì)量,故B錯(cuò)誤;由于阻力實(shí)際不能忽略,故若密度過(guò)小,導(dǎo)致重物質(zhì)量過(guò)小,阻力的影響較大,結(jié)果誤差較大,故C錯(cuò)誤;為了減小誤差,紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔要在同一豎直線上,故D正確。⑵重力勢(shì)能減小量等于mgh,而0F兩點(diǎn)的距離為h2,故減小的重力勢(shì)能等于mgh;F點(diǎn)的速度等于EGh—h 1 m(h—h)2段的平均速度,故v=3 1,則f點(diǎn)的動(dòng)能等于_mv2= 3——i—2T 2 8T2.(2018?福建省莆田第六中學(xué)高一下學(xué)期第一次月考)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。(1)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源的頻率為50Hz,查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2,測(cè)得所用的重物的質(zhì)量m=1.0kg。實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,把第一個(gè)點(diǎn)記作0,另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、。、D作為測(cè)量的點(diǎn)。如圖所示,經(jīng)測(cè)量知道A、B、。、D各點(diǎn)到0點(diǎn)的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm,根據(jù)以上數(shù)據(jù),可知重物由0點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn),重力勢(shì)能的減少量等于—J,動(dòng)能的增加量等于J。(取三位有效數(shù)字)(2)光滑水平軌道與光滑圓弧軌道相切,輕彈簧的一端固定在軌道的左端,OP是可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的輕桿,且擺到某處就能停在該處;另有一小鋼球(可看作質(zhì)點(diǎn))。現(xiàn)在利用這些器材測(cè)定彈簧被壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能。(a)還需要的器材是 。(b)以上測(cè)量實(shí)際上是把對(duì)彈性勢(shì)能的測(cè)量轉(zhuǎn)化為對(duì)能的測(cè)量,進(jìn)而轉(zhuǎn)化對(duì)和的直接測(cè)量?!敬鸢浮浚?)7.627.57 (2)天平,刻度尺重力勢(shì)質(zhì)量上升高度【解析】(1)重力勢(shì)能減小量為:△Ep=mgh=1.0x9.8x0.7776J=7.62J,在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)x (85.73-70.18)x10-2速度等于該過(guò)程中的平均速度,因此有:肘=~^d= m/s=3.89m/s,所以動(dòng)能增加量為:c2T 2x0.02AE=1mv2=1x1x3.892J=7.57J。k2c2(2)(a)用小球壓縮彈簧,再將彈簧釋放,彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能,由于水平軌道與圓弧軌道均是光滑的,只有彈簧的彈力和重力做功,小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得,彈簧的彈性勢(shì)能Ep=mgh,因此需要用天平測(cè)量小球的質(zhì)量m,用刻度尺測(cè)量小球在光滑圓弧軌道上上升的高度h。(b)根據(jù)機(jī)械能守恒可知,實(shí)際上是把對(duì)彈性勢(shì)能的測(cè)量轉(zhuǎn)化為對(duì)重力勢(shì)能的測(cè)量,根據(jù)重力勢(shì)能的計(jì)算公式Ep=mgh,可知需要直接測(cè)量的物理量是質(zhì)量、上升高度。.(2018?廣東省汕頭市高一下學(xué)期期末教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè))利用如圖裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(tái)(含鐵夾)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外,在下列器材中,還必須使用的兩種器材是 。A.交流電源B.刻度尺C.天平(含砝碼)(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),先,再釋放重物,得到下圖所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C,測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為幻、心、兀。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T(mén)。
若重物的質(zhì)量為m,從打O點(diǎn)至?xí)r丁5點(diǎn)的過(guò)程中,重物的重力勢(shì)能變化量△%=,動(dòng)能變化量(3)大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量,原因是 。___ (3)大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量,原因是 。noItm①一%)【答案】(1)AB(2)先接通電源一mgh , (3)存在空氣阻力和摩擦阻力的影響5【解析】(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需接交流電源,實(shí)驗(yàn)中需要用刻度尺測(cè)量點(diǎn)跡間的距離,從而求出瞬時(shí)速度以及重力勢(shì)能的減小量。實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等,質(zhì)量可以約去,不需要用天平測(cè)量質(zhì)量,故選AB;(2)為了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能穩(wěn)定工作,應(yīng)先接通電源,再放開(kāi)小車;從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中,重物的重力勢(shì)能2九c一% ]個(gè)瓶(k—%)變化量△E=mghR,B點(diǎn)的瞬時(shí)速度-,則動(dòng)能的增加量△/、-川I1 - ;p5 , 8■廣(3)由于存在空氣阻力和摩擦阻力的影響,重力勢(shì)能的減小轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能,所以重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量??嫉奈鍖?shí)臉篌羞一謹(jǐn)意拿項(xiàng)典的引府,(2018.浙江省諸暨市牌頭中學(xué)高一下學(xué)期期中考試)在用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí),某小組按照正確的操作選得紙帶如圖,其中。是起始點(diǎn),,4、人。是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的2個(gè)點(diǎn),用毫米刻度尺測(cè)量。到人人。各點(diǎn)的距離,并記錄在圖中。(已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣缺亍房冢浮浮?,重錘質(zhì)量為,”17,計(jì)算結(jié)果均保留:;位有效數(shù)字),屋M 12.42cm >1 15.7cm (1)圖中的三個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是 段的讀數(shù),應(yīng)記作C;。)甲同學(xué)用重錘在。川段的運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒,他用,4C段的平均速度作為9點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即時(shí)速度。,則求得該過(guò)程中重錘的動(dòng)能增加量 /,重力勢(shì)能的減少量'/。這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使"; △/:',,(選填“>"、“<”或“="),其主要原因?yàn)椤!緟⒖即鸢浮浚?)OC15.70 (2)1.201.22<下落過(guò)中有阻力的影響【詳細(xì)解析】(1)圖中的三個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是OC段,應(yīng)記作15.70cm。AC0.1570-0.0951(2)利用中點(diǎn)時(shí)刻的速度等于平均速度可得: ,則求得該過(guò)程中重錘//XU.U乙1 1的動(dòng)能增加量丁k:hXIxIj11.2。/,重力勢(shì)能的減少量人%〃皿1x9.Hx0,lZ12/1二/,這樣乙 乙驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使豆&< 。兩者在數(shù)值上不相等,這是因?yàn)槲矬w下落過(guò)程中受阻力作用?!久麕燑c(diǎn)睛】中點(diǎn)時(shí)刻的速度等于平均速度,并且利用動(dòng)能的定義及勢(shì)能的定義驗(yàn)證動(dòng)能增加和重力勢(shì)能減小之間的關(guān)系。變式拈底1.(2018?廣東省汕頭市潮陽(yáng)第一中學(xué)高三考前七校聯(lián)合體高考沖刺交流)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,使質(zhì)量m=0.30kg的重物自由下落,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn),已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔T=0.02s打一個(gè)點(diǎn),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.8m/s2。(1)同學(xué)甲選取一條紙帶如圖1所示,在點(diǎn)跡較清晰的部分選取某點(diǎn)O作為起始點(diǎn),圖中A、B、C、D為紙帶TOC\o"1-5"\h\z九1十九? 1上選取的四個(gè)連續(xù)點(diǎn)。根據(jù)%=計(jì)算出C點(diǎn)的速度,然后利用mghC=-mvc2驗(yàn)證機(jī)械能守恒,這樣乙1 乙處理存在的錯(cuò)誤是一。圖1 圖2(2)同學(xué)乙利用同學(xué)甲的紙帶測(cè)量出:OB=15.55cm,OC=19.20cm,OD=23.23cm。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算重物和紙帶下落的加速度a=m/s2,進(jìn)一步計(jì)算重物和紙帶下落過(guò)程中所受的阻力f=N。(計(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)(3)同學(xué)丙通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到一條紙帶,測(cè)量出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下第一個(gè)點(diǎn)的距離h,算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度v,以h為橫軸,以;;為縱軸畫(huà)出了如圖2所示的圖線,圖線未過(guò)原點(diǎn)O。試分析同學(xué)丙在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題 。【答案】(1)O點(diǎn)不是打出來(lái)的第一個(gè)點(diǎn),速度不為零,動(dòng)能不為零(2)9.50.090該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)先釋放了紙帶,然后再合上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的開(kāi)關(guān)【解析】(1)O點(diǎn)不是打出來(lái)的第一個(gè)點(diǎn),速度不為零,動(dòng)能不為零,所以驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式為:;”(;。(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△X=?T2求出加速度的大?。?.2323-0.1920-(0.1920-0.1555) 2 °q - 二、'),n:、;由牛頓第二定律得mg-f=m出解得阻力上0.090N。(0.02)(3)圖線不過(guò)原點(diǎn),說(shuō)明開(kāi)始時(shí),物體已經(jīng)具有了動(dòng)能,因此該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)先釋放了紙帶,然后再合上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的開(kāi)關(guān)?!久麕燑c(diǎn)睛】明確實(shí)驗(yàn)原理,熟記處理紙帶問(wèn)題的思路和方法,注意求瞬時(shí)速度的方法,分清理論推導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)探索的區(qū)別,學(xué)會(huì)求加速度的方法。絲毛稱習(xí)幡這考克國(guó)表1.(2018.福建省漳州市高三考前模擬考試)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,小明同學(xué)利用傳感器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):如圖,將質(zhì)量為m、直徑為d的金屬小球在一定高度h由靜止釋放,小球正下方固定一臺(tái)紅外線計(jì)時(shí)器,能自動(dòng)記錄小球擋住紅外線的時(shí)間看,改變小球下落高度h,進(jìn)行多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。此方案驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律方便快TOC\o"1-5"\h\z(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)小球的直徑如圖乙所示,則小球的直徑d= mm;(2)為直觀判斷小球下落過(guò)程中機(jī)械能是否守恒,應(yīng)作下列哪一個(gè)圖象;1A.h-1圖象 B.h一圖象 C.h-12圖象 D.h--圖象c t(3)若(2)問(wèn)中的圖象斜率為鼠則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹椋ㄓ谩癲”、“k”表示,忽略空氣阻力).2.某同學(xué)在研究“對(duì)不同物體做相同功情況下,物體質(zhì)量與速度的關(guān)系”時(shí),提出了以下四種猜想:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器祛碼1A.m8v B.m8一v1C.m8v2 D.m8—v2為驗(yàn)證猜想的正確性,該同學(xué)用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn):將長(zhǎng)木板平放在水平桌面上,木塊固定在長(zhǎng)木板一端,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木塊上,木塊右側(cè)固定一輕彈簧。用連接紙帶的小車壓縮彈簧至長(zhǎng)木板的虛線處由靜止釋放,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn),選取點(diǎn)跡均勻的一部分紙帶,計(jì)算出小車勻速運(yùn)動(dòng)的速度v1,測(cè)出小車的質(zhì)量m1;然后在小車上加砝碼,再次壓縮彈簧至木板虛線處由靜止釋放小車,計(jì)算出小車和砝碼勻速運(yùn)動(dòng)的速度v2,測(cè)出小車和砝碼的總質(zhì)量m2;再在小車上加砝碼,重復(fù)以上操作,分別測(cè)出v3、m3…(1)每次實(shí)驗(yàn)中,都將小車壓縮彈簧至長(zhǎng)木板的虛線處由靜止釋放,目的是 ;若要消除每次實(shí)驗(yàn)中小車和紙帶受到的阻力對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的影響,應(yīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是 。(2)某次實(shí)驗(yàn)采集的五組數(shù)據(jù)如下表:m/kg0.100.200.300.400.50v/(m?s-1)1.0000.7070.5770.5000.447由表格數(shù)據(jù)直觀判斷,明顯不正確的兩個(gè)猜想是A、B、C、D中的;若對(duì)某個(gè)猜想進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并作圖,畫(huà)出了如圖所示的圖象,則圖中的橫坐標(biāo)應(yīng)是 。3.(2018.安徽省宣城市高一下學(xué)期期末考試)為驗(yàn)證在自由落體過(guò)程中物體的機(jī)械能是守恒的,某同學(xué)利用DIS設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,圖中八為電磁鐵,"為光電門(mén)。有一直徑為它質(zhì)量為⑶的金屬小球通過(guò)電磁鐵從八處由靜止釋放,下落過(guò)程中能通過(guò)八處正下方、固定于/,處的光電門(mén),測(cè)得八、"間的距離為",光電計(jì)時(shí)器記錄下小球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為,,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?且小球直徑遠(yuǎn)小于,4、*間的距離”。
(1)小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)"時(shí)的速度「“表達(dá)式為;1(2)多次改變高度(重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),作出I"的變化圖象如圖乙所示,當(dāng)圖線斜率"時(shí)(用已知t量以表示),可判斷小球下落過(guò)程中機(jī)械能守恒;(3)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)動(dòng)能增加量"總是稍小于重力勢(shì)能減少量八增加下落高度后,?"”△外將(選填“增加”、“減小”、“不變”)。4.用如圖14.計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量,已知重力加速度為g,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。(1)下列說(shuō)法正確的是A.用刻度尺測(cè)量重物下落的距離,用秒表測(cè)量下落的時(shí)間B.通過(guò)測(cè)量重物自由下落過(guò)程中動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減少量是否相等來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律C.重物在下落過(guò)程中克服空氣阻力做功是實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)源之一D.需要用天平測(cè)量重物的質(zhì)量(2)如圖2所示是實(shí)驗(yàn)中得到一條較為理想的紙帶,將起始點(diǎn)記為0,并在離0點(diǎn)較遠(yuǎn)的任意點(diǎn)依次選取6個(gè)連續(xù)的點(diǎn),分別記為A、B、C、D、E、6測(cè)出它們與0點(diǎn)的距離分別為h「h2、h3、h4、h5、h6,使用交流電的周期為T(mén),設(shè)重錘質(zhì)量為m,則在打0點(diǎn)和E點(diǎn)這段時(shí)間內(nèi)的重力勢(shì)能的減少量的表達(dá)式為一__,在打E點(diǎn)時(shí)重錘的動(dòng)能的表達(dá)式為。(3(3)在本實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),重錘減少的重力勢(shì)能總是重錘增加的動(dòng)能(選填“大于”或“小于”),主要是因?yàn)樵谥劐N下落過(guò)程中存在著阻力的作用,為了測(cè)定阻力大小,可算出圖2中紙帶各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度,分別記為匕至七,并作七2-hn圖象,如圖3所示,若直線斜率為h則可測(cè)出阻力大小的表達(dá)式為。.(2018?安徽省滁州市鳳陽(yáng)縣第三中學(xué)高三上學(xué)期11月月考)利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示,水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌;導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊,其總質(zhì)量為M,左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的小球相連;遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直;導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門(mén),可以測(cè)量遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光時(shí)間K用d表示A點(diǎn)到光電門(mén)B處的距離,b表示遮光片的寬度,將遮光片通過(guò)光電門(mén)的平均速度看作滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度,實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊在A處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度b,結(jié)果如圖2所示,由此讀出b=mm;(2)某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得傾角6=30°,重力加速度用g表示,滑塊從A處到達(dá)B處時(shí)m和M組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量可表示為^Ek=,系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量可表示為△Ep=,在誤差允許的范圍內(nèi),若△E「△Ep,則可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒;(用題中字母表示)(3)在上次實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)改變4B間的距離,作出的v2-d圖象如圖3所示,并測(cè)得M=m,則重力加速度g=m/s2。.在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量m=1.00kg的重物自由下落,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)。如圖所示為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶,。為第一個(gè)點(diǎn),A、B、C為從合適位置開(kāi)始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)(其他點(diǎn)未畫(huà)出)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一次點(diǎn),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2。那么: H :i ' [ ?*-一19.20cm”5* 23-23cm (1)紙帶的端(選填“左”或“右”)與重物相連;(2)根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù),應(yīng)取圖中O點(diǎn)和點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律;(3)從O點(diǎn)到所取點(diǎn),重物重力勢(shì)能減少量Ep=J,該所取點(diǎn)的速度大小為m/s;(結(jié)果取3位有效數(shù)字)(4)一位同學(xué)按如下方法判斷機(jī)械能是否守恒:在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),測(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h,計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度為v,描繪v2-h圖象,若圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線,則重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒,該同學(xué)的判斷依據(jù) (填“正確”或“不正確)。
(5)在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》實(shí)驗(yàn)中,兩實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)分別采用了如圖甲和乙所示的裝置將重物由靜止釋放,采用兩種不同的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。I.關(guān)于兩圖裝置中重物以及實(shí)驗(yàn)器材的選擇下列說(shuō)法正確的是 。A.在甲圖中,下落物體應(yīng)選擇密度大的重物B.在乙圖中,兩個(gè)重物的質(zhì)量關(guān)系是m1>m2C.采用甲、乙的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),都還需要的實(shí)驗(yàn)器材有交流電源、刻度尺和天平D.采用甲、乙的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),都必須先釋放重物,再打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器II.比較甲、乙兩種實(shí)驗(yàn)方案,你認(rèn)為更合理。7.(2018?云南玉溪適應(yīng)性訓(xùn)練)如圖1所示,氣墊導(dǎo)軌(不計(jì)摩擦)。端固定在水平桌面上,b端到桌面的高度h可調(diào),讓滑塊A沿導(dǎo)軌下滑,位移傳感器B能將A、B7.(1)甲同學(xué)用該裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得導(dǎo)軌ab長(zhǎng)度L=1.20m,將高度h調(diào)節(jié)為0.60m,讓滑塊A從緊靠傳感器B的位置由靜止釋放,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后得到的x-t圖象和對(duì)應(yīng)的v-t圖象如圖2、圖3所示,若物塊質(zhì)量m=0.20kg,取g=9.8ms2,則在0?0.50s內(nèi),物塊的重力勢(shì)能減少量為口Ep=J;動(dòng)能的增加量為口Ev=J。(計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)k(2)乙同學(xué)用此裝置驗(yàn)證“質(zhì)量一定時(shí),加速度與合外力成正比”的關(guān)系。①圖4為他某次實(shí)驗(yàn)通過(guò)傳感器和計(jì)算機(jī)擬合得到的W圖象,由圖線可得物塊下滑的加速度大小為一__m/s2。(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字);②保持氣墊導(dǎo)軌。端固定在水平桌面上,測(cè)得氣墊導(dǎo)軌長(zhǎng)度為L(zhǎng),多次調(diào)節(jié)b端距離水平桌面的高度h,得到每次實(shí)驗(yàn)中物塊下滑的"T圖象,實(shí)驗(yàn)得到多組a和h的數(shù)據(jù),若a和h的關(guān)系符合圖5中的___(選填A(yù)或B或C),可得“物塊質(zhì)量一定時(shí),加速度與其所受合外力成正比”的結(jié)論,該圖象的斜率為(用L和g表示)。.在用圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中(1)下列器材中不必要的是 (填字母)。A.天平 B.刻度尺C.低壓交流電源 D.紙帶(2)圖是本實(shí)驗(yàn)中所打出來(lái)的一條紙帶,O點(diǎn)是起始打下來(lái)的第一個(gè)點(diǎn),則應(yīng)該是紙帶的端與重物相連(填“左”或“右”)。公SSm一蛾推(3)根據(jù)圖中的紙帶,選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、。、D、E,測(cè)出A點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離為%,點(diǎn)4、。間的距離為s1,點(diǎn)C、E間的距離為s2,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T(mén),重物質(zhì)量為m,重力加速度為g,則:①根據(jù)這些條件計(jì)算打C點(diǎn)時(shí)重物下落的瞬時(shí)速度的表達(dá)式為%=(用s1、s2、T表示)。②若要驗(yàn)證O點(diǎn)到C點(diǎn)過(guò)程中重物的機(jī)械能守恒,則需要驗(yàn)證的等式為(用m、g、s0、s1、s2、T表示)。(4)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能,這是實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果,其產(chǎn)生的主要原因是 。.(2018?甘肅省岷縣二中高一物理下學(xué)期期末考試)某探究性學(xué)習(xí)小組用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)時(shí),重物從高處由靜止開(kāi)始下落,重物上拖著的紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn),圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶,處理數(shù)據(jù)時(shí),同學(xué)們舍棄了前面較密集的點(diǎn),以O(shè)為起點(diǎn),從A點(diǎn)開(kāi)始選取計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C,測(cè)出O到A、B、C的距離分別為h1=38.4cm、h2=60.0cm、h3=86.4cm……每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),電源的頻率為f=50Hz。(1)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,下列說(shuō)法正確的是 。A.需稱出重物的質(zhì)量B.手提紙帶,先接通電源再釋放紙帶讓重物落下C.可不考慮前面較密集的點(diǎn),選取某個(gè)清晰的點(diǎn)作為起始運(yùn)動(dòng)點(diǎn)處理紙帶,驗(yàn)證mgh=mv2/2是否成立D.所掛重物選體積小,密度小的物體(2)實(shí)驗(yàn)室供選擇的重物有以下四個(gè),應(yīng)選擇。A.質(zhì)量為100g的鉤碼 B.質(zhì)量為10g的砝碼C質(zhì)量為200g的木球 D.質(zhì)量為10g的塑料球(3)打B點(diǎn)時(shí),重物的速度vB為m/s(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字);V2(4)同學(xué)們根據(jù)紙帶算出相應(yīng)各點(diǎn)的速度v,量出下落距離h,則以〒為縱軸,h為橫軸繪出的圖象如圖丙所示。圖線的斜率等于的數(shù)值,圖線不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是一。.某研究性學(xué)習(xí)小組用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。讓一個(gè)擺球由靜止開(kāi)始從A位置擺到B位置,若不考慮空氣阻力,小球的機(jī)械能應(yīng)該守恒,即1mv2=mgh。直接測(cè)量擺球到達(dá)B點(diǎn)的速度v比較困難,現(xiàn)讓小球在B點(diǎn)處脫離懸線做平拋運(yùn)動(dòng),利用平拋的特性來(lái)間接地測(cè)出v。圖中,懸點(diǎn)正下方P點(diǎn)處放有水平放置的熾熱的電熱絲,當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷,小球由于慣性向前飛出做平拋運(yùn)動(dòng)。在地面上放上白紙,上面覆蓋著復(fù)寫(xiě)紙,當(dāng)小球落在復(fù)寫(xiě)紙上時(shí),會(huì)在下面白紙上留下痕跡。用重垂線確定出a、B點(diǎn)的投影點(diǎn)N、M。重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次(小球每一次都從同一點(diǎn)由靜止釋放),球的落點(diǎn)痕跡如圖乙所示,圖中米尺水平放置,零刻度線與M點(diǎn)對(duì)齊。用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出a、B兩點(diǎn)的豎直距離,再量出M、C之間的距離s,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。已知重力加速度為g,小球的質(zhì)量為m。
干米尺乙根據(jù)圖乙可以確定小球平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的水平射程為用題中所給字母表示出小球平拋時(shí)的初速度%=cm;用測(cè)出的物理量表示出小球從A到B過(guò)程中,重力勢(shì)能的減少量干米尺乙根據(jù)圖乙可以確定小球平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的水平射程為用題中所給字母表示出小球平拋時(shí)的初速度%=cm;用測(cè)出的物理量表示出小球從A到B過(guò)程中,重力勢(shì)能的減少量AEp=,動(dòng)能的增加量AEk=_
k11.(2018?云南省大理州實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二下學(xué)期期中考試)利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖1所示:fI班迪清淡物nTTlll20光電門(mén)工fl光電門(mén)2定滑輪21導(dǎo)航標(biāo),尺7TT0fI班迪清淡物nTTlll20光電門(mén)工fl光電門(mén)2定滑輪21導(dǎo)航標(biāo),尺7TT02 cmIIH11IIIIIII住尺111iniijnn「澹標(biāo)圖21020(1)實(shí)驗(yàn)步驟:A.(1)實(shí)驗(yàn)步驟:A.將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上,桌面高度不低于1m,將導(dǎo)軌調(diào)至水平;B.用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光條的寬度l,結(jié)果如圖2所示,由此讀出l=mm;C.由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門(mén)中心之間的距離S=cm.D.將滑塊移至光電門(mén)1左側(cè)某處,待砝碼靜止不動(dòng)時(shí),釋放滑塊,要求砝碼落地前擋光條已通過(guò)光電門(mén)2C.由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門(mén)中心之間的距離S=cm.D.將滑塊移至光電門(mén)1左側(cè)某處,待砝碼靜止不動(dòng)時(shí),釋放滑塊,要求砝碼落地前擋光條已通過(guò)光電門(mén)2;E.從數(shù)字計(jì)時(shí)器(圖1中未畫(huà)出)上分別讀出擋光條通過(guò)光電門(mén)1和光電門(mén)2所用的時(shí)間△11和412;F.用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M,再稱出托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量m。(2)用表示直接測(cè)量量的字母寫(xiě)出下列所求物理量的表達(dá)式:①在滑塊從光電門(mén)1運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)2的過(guò)程中,系統(tǒng)勢(shì)能的減少^Ep=(重力加速度為g),系統(tǒng)動(dòng)能的增加量入==__。②在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),如果△Ep=AEk則可認(rèn)為驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。12.有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組在完成驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,分別用了以下兩種方法:(1)第一組利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。①該小組同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)操作:A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出”上B.釋放紙帶后接通電源,打出一條紙帶,并更換紙帶重復(fù)若干次C.選擇理想的紙帶,在紙帶上取若干個(gè)連續(xù)點(diǎn),分別測(cè)出這些點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離D.根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是 (填選項(xiàng)前的字母)。②若所用電源的周期為T(mén),該同學(xué)經(jīng)正確操作得到如圖所示的紙帶,。點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)。分別測(cè)出連續(xù)點(diǎn)A、B、C與O點(diǎn)之間的距離h「h2、h3,重物質(zhì)量為m,重力加速度為g。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知,從O點(diǎn)到B點(diǎn),重物的重力勢(shì)能的減少量等于,動(dòng)能的增加量等于。(用所給的符號(hào)表示)(2)另一組同學(xué)用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。物體A和B系在輕質(zhì)細(xì)繩兩端跨過(guò)光滑輕質(zhì)定滑輪,讓A、B由靜止釋放(物體A質(zhì)量大于B)。1、2處分別安裝光電門(mén),用來(lái)測(cè)量物體上的遮光片通過(guò)該處的時(shí)間。①實(shí)驗(yàn)中測(cè)量出物體A的質(zhì)量mA、物體B的質(zhì)量mB、遮光片的寬度d、光電門(mén)1、2間的距離h、遮光片通過(guò)光電門(mén)1、2的時(shí)間t「12,則可計(jì)算出遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)1時(shí)速率為。②若實(shí)驗(yàn)滿足表達(dá)式(用①中測(cè)出物理量的符號(hào)和重力加速度g表示),則可驗(yàn)證機(jī)械能守恒。13.(2018?四川省遂寧市高一下學(xué)期期末教學(xué)水平監(jiān)測(cè))在利用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中。(1)下列操作正確的是 。A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接到直流電源上B.先釋放重物,后接通電源C.釋放重物前,重物應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(2)如下圖所示,為實(shí)驗(yàn)中所得到的甲、乙兩條紙帶,應(yīng)選 (選填“甲”或“乙”)紙帶好。TOC\o"1-5"\h\zCo~~1 2 3 Co_1 2 3(??:;?)??;、?)L9>58“ 單位:mm 單位:mm'.甲 ’,乙(3)實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)小組得到如圖所示的一條理想紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為兀重物的質(zhì)量為m,從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中,重物的重力勢(shì)能變化量AEp=,動(dòng)能變化量AEk=G??? ? *qC(4)大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量,主要的原因是 。A.利用公式口中計(jì)算重物速度B.利用公式「—計(jì)算重物速度C.存在空氣阻力和摩擦阻力的影響D.沒(méi)有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法.用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源,輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種。重錘從高處由靜止開(kāi)始下落,重錘上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
(1)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟:A.按照?qǐng)D示的裝置安裝器件B.C.D.E.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“(1)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟:A.按照?qǐng)D示的裝置安裝器件B.C.D.E.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出”上用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量釋放懸掛紙帶的夾子,同時(shí)接通電源開(kāi)關(guān)打出一條紙帶測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離F.(2)利用這個(gè)裝置也可以測(cè)量重錘下落的加速度。的數(shù)值。如圖乙所示,根據(jù)打出的紙帶,選取紙帶上的連續(xù)的五個(gè)點(diǎn)A、B、。、D、E,測(cè)出A距起始點(diǎn)O的距離為s0,點(diǎn)AC間的距離為s1,點(diǎn)(2)(3)s2,使用交流電的頻率為力根據(jù)這些條件計(jì)算重錘下落的加速度a(3)在用自由落體運(yùn)動(dòng)做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中,用天平稱得重物的質(zhì)量為m=0.5kg,所用電源的頻率為50Hz,某同學(xué)通過(guò)正確的實(shí)驗(yàn)操作得到了一條理想的紙帶。紙帶上打出的點(diǎn)如圖丙所示(紙帶上的O點(diǎn)是第一個(gè)打印點(diǎn),A、B、。、D、E分別是每打兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為計(jì)時(shí)單位取的記數(shù)點(diǎn),圖中數(shù)據(jù)單位為毫米),已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2。選擇B點(diǎn)為初始點(diǎn),D點(diǎn)為終點(diǎn),則從打下B點(diǎn)到打下D點(diǎn)的過(guò)程中,重物的重力勢(shì)能的減少量為AEp=一J;重物動(dòng)能的增加量為AEk=—J。
0280.0381.5497.5125.0 195.00280.0381.5497.5125.0 195.0.(2018?福建省師大附中高一下學(xué)期期末考試)在用“落體法”做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí),小明選擇一條較為滿意的紙帶,如圖甲所示。(1)C甲乙為減少阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,下列操作可行的是A.選用質(zhì)量大的重錘B.安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使兩限位孔在同一豎直線上C(1)C甲乙為減少阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,下列操作可行的是A.選用質(zhì)量大的重錘B.安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使兩限位孔在同一豎直線上C.釋放紙帶前,手應(yīng)提紙帶上端并使紙帶豎直D.重錘下落過(guò)程中手始終提住紙帶上端,保持紙帶豎直(2)(3(2)(3)D無(wú)阻力小明用實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)畫(huà)出的V2-h圖象如圖乙所示,圖線不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是另有四位同學(xué)在圖乙的基礎(chǔ)上,畫(huà)出沒(méi)有阻力時(shí)的V2-h圖線,并與其比較,其中正確的是.DIS實(shí)驗(yàn)是利用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。老師上課時(shí)用DIS研究"機(jī)械能守恒定律”的裝置如圖甲所示,在某次實(shí)驗(yàn)中,選擇DIS以圖象方式顯示實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,所顯示的圖象如圖乙所示。圖象的橫軸表示小球距D點(diǎn)的高度h,縱軸表示擺球的重力勢(shì)能£、動(dòng)能Ek或機(jī)械能E。試回答下列問(wèn)題:(1)■■■■■■■■■■■a__?TiJlLnryTiTiiTn通科告蒯除舊耳士:\'Ef.E(1I.柳"訐『:二1.20□用】0.40*■1.5乙,兩…((1)■■■■■■■■■■■a__?TiJlLnryTiTiiTn通科告蒯除舊耳士:\'Ef.E(1I.柳"訐『:二1.20□用】0.40*■1.5乙,兩…(2)A.甲、乙、丙C.丙、甲、乙B.D.根據(jù)圖乙所示的實(shí)驗(yàn)圖象,可以得出的結(jié)論是'乙、丙、甲丙、乙、甲圖乙的圖象中,表示小球的重力勢(shì)能E、動(dòng)能Ek、機(jī)械能E隨小球距D點(diǎn)的高度h變化關(guān)系的圖線分別(3)(3)m,由靜止釋放時(shí)距最低點(diǎn)D的豎直高度為m。根據(jù)圖乙所示的實(shí)驗(yàn)圖象,本次實(shí)驗(yàn)小球重力勢(shì)能Ep和動(dòng)能Ek相等時(shí)距最低點(diǎn)D的豎直高度為kg(取g=9.8m/skg(取g=9.8m/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。.某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。桌面離地面的高度為H,將鋼球從軌道的不同高度h處?kù)o止釋放,鋼球的落點(diǎn)距軌道末端的水平距離為s。(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法中正確的是 。(2)A.B.C.(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法中正確的是 。(2)A.B.C.D.該裝置中軌道必須盡可能光滑該裝置中軌道末端必須水平該實(shí)驗(yàn)中必須測(cè)量鋼球的質(zhì)量該實(shí)驗(yàn)中鋼球也可換成密度很小的塑料球該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鋼球在下列哪段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能守恒?A.在軌道上運(yùn)動(dòng)階段B.平拋運(yùn)動(dòng)階段C.從釋放到著地的整個(gè)運(yùn)動(dòng)階段(3)(3)若軌道完全光滑,s2與h的理論關(guān)系應(yīng)滿足s2=(用H、h表示)。18.某物理研究小組利用圖甲裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,在鐵架臺(tái)上安裝有一電磁鐵(固定不動(dòng))和一光電門(mén)(可上下移動(dòng)),電磁鐵通電后將鋼球吸住,然后斷電,鋼球自由下落,并通過(guò)光電門(mén),計(jì)時(shí)裝置可測(cè)出鋼球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間。光電口I」」」[IiJLIIm??????I???In 10乙(1)(1)用10分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量鋼球的直徑,示數(shù)如圖乙所示,可知鋼球的直徑d=cm。((2)19.(3)(4)鋼球通過(guò)光電門(mén)的平均速度—(選填“大于”或“小于”)鋼球球心通過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度,由此產(chǎn)生的誤(選填“能”或“不能”)通過(guò)增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)減小。若實(shí)驗(yàn)中得到V2與h成線性關(guān)系,能否說(shuō)明鋼球在下落過(guò)程中機(jī)械能守恒?如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置可以用來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,左側(cè)重物A帶有擋光片,其總質(zhì)量為m,右側(cè)重物B質(zhì)量為M,兩重物由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩相連;與光電門(mén)相連的數(shù)字毫秒計(jì)可以測(cè)量擋光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋19.(3)(4)鋼球通過(guò)光電門(mén)的平均速度—(選填“大于”或“小于”)鋼球球心通過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度,由此產(chǎn)生的誤(選填“能”或“不能”)通過(guò)增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)減小。若實(shí)驗(yàn)中得到V2與h成線性關(guān)系,能否說(shuō)明鋼球在下落過(guò)程中機(jī)械能守恒?如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置可以用來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,左側(cè)重物A帶有擋光片,其總質(zhì)量為m,右側(cè)重物B質(zhì)量為M,兩重物由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩相連;與光電門(mén)相連的數(shù)字毫秒計(jì)可以測(cè)量擋光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光時(shí)間,擋光片的寬度用b表示。擋光片到光電門(mén)之間的距離用h表示。擋光片通過(guò)光電門(mén)的平均速度近似看作擋光片通過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度,實(shí)驗(yàn)時(shí)重物從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。重物B的質(zhì)量M大于A的質(zhì)量m。(1)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,與光電門(mén)相連的數(shù)字毫秒計(jì)記錄的擋光片的擋光時(shí)間為,(單位:s),則擋光片通過(guò)光電門(mén)時(shí)瞬時(shí)速度可表示為V=重物從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),當(dāng)擋光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)位置時(shí),A和B組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量可表示為AEk=k,系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量可表示為AEp=,在誤差允許的范圍內(nèi),若AEk=AEp,則可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。為了減小偶然誤差,多次改變擋光片到光電門(mén)之間的距離h,作出V2-h圖象(如圖所示),并測(cè)得該圖象的斜率為鼠則重力加速度的表達(dá)式為20.用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,器材安裝如圖甲。(1)請(qǐng)指出圖甲中的錯(cuò)誤及不妥之處(至少寫(xiě)出兩處)①,②。(2)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)中錯(cuò)誤及不妥之處后,打出如圖乙所示一條紙帶。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率為50Hz,根據(jù)紙帶所給數(shù)據(jù),打C點(diǎn)時(shí)重物的速度為 m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(3)某同學(xué)選用兩個(gè)形狀相同質(zhì)量不同的重物。和b進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)得幾組數(shù)據(jù),畫(huà)出丁-h的圖象如圖丙所示,2求出圖線的斜率鼠由圖象可知a的質(zhì)量m1—b的質(zhì)量m2(選填“大于”或“小于”)。(4)通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)造成勺值偏小的原因是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在各種阻力,已知實(shí)驗(yàn)所用重物的質(zhì)量m2=0.052kg,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.78m/s2,求出重物所受的平均阻力f=N。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)21.(2017?天津卷)如圖所示,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上,使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開(kāi)始自由下落,利用此裝置驗(yàn)
證機(jī)械能守恒定律。(1)對(duì)于該實(shí)驗(yàn),下列操作中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有利的是A.重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘B.兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對(duì)正C精確測(cè)量出重物的質(zhì)量D.用手托穩(wěn)重物,接通電源后,撒手釋放重物(2)某實(shí)驗(yàn)小組利用上述裝置將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到50Hz的交流電源上,按正確操作得到了一條完整的紙帶,由于紙帶較長(zhǎng),圖中有部分未畫(huà)出,如圖所示。紙帶上各點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的計(jì)時(shí)點(diǎn),其中。點(diǎn)為紙帶上打出的第一個(gè)點(diǎn)。重物下落高度應(yīng)從紙帶上計(jì)時(shí)點(diǎn)間的距離直接測(cè)出,利用下列測(cè)量值能完成驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的選項(xiàng)有。A.OA、AD和EG的長(zhǎng)度 B.OC、BC和CD的長(zhǎng)度C.BD、CF和EG的長(zhǎng)度 D.AC、BD和EG的長(zhǎng)度22.22.23.(2016?上海卷)在“用DIS研究機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,用到的傳感器是 傳感器。若擺錘直徑的測(cè)量值大于其真實(shí)值會(huì)造成擺錘動(dòng)能的測(cè)量值偏。(選填:“大”或“小”)。(2016.新課標(biāo)全國(guó)I卷)某同學(xué)用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,其中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為交流電源,可以使用的頻率有20Hz、30Hz和40Hz。打出紙帶的一部分如圖(b)所示。該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有記錄交流電的頻率/,需要用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和其它題給條件進(jìn)行推算。(1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落,利用f和圖(b)中給出的物理量可以寫(xiě)出:在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí),重物下落的速度大小為,打出C點(diǎn)時(shí)重物下落的速度大小為,重物下落的加速度大小為。⑵已測(cè)得『.89皿S2=9.50cm,[=10]0cm當(dāng)重力加速度大小為9.80m/s2,實(shí)驗(yàn)中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%。由此推算出f為Hz。(2016.北京卷)利用圖甲裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。(1)為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒,需要比較重物下落過(guò)程中任意兩點(diǎn)間的。A.動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量B.速度變化量和勢(shì)能變化量C.速度變化量和高度變化量(2)除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(tái)(含鐵夾)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外,在下列器材中,還必須使用的兩種器材是。A.交流電源 B.刻度尺 C.天平(含砝碼)(3)實(shí)驗(yàn)中,先接通電源,再釋放重物,得到圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C,測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為兀設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打0點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中,重物的重力勢(shì)能變化量AEp= ,動(dòng)能變化量卜Ek= (4)大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量,原因是 。A.利用公式V=gt計(jì)算重物速度B.利用公式V=、/2環(huán)計(jì)算重物速度C.存在空氣阻力和摩擦阻力的影響D.沒(méi)有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法(5)某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒,在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),測(cè)量它們到起始點(diǎn)0的距離h,計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度V,描繪V2-h圖像,并做如下判斷:若圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的直線,則重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒。請(qǐng)你分析論證該同學(xué)的判斷依據(jù)是否正確。(2016.江蘇卷)某同學(xué)用如題甲圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。一根細(xì)線系住鋼球,懸掛在鐵架臺(tái)上,鋼球靜止于A點(diǎn),光電門(mén)固定在A的正下方。在鋼球底部豎直地粘住一片寬帶為d的遮光條。將鋼球拉至不同位d置由靜止釋放,遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間t可由計(jì)時(shí)器測(cè)出,取V=—作為鋼球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度。記錄t鋼球每次下落的高度h和計(jì)時(shí)器示數(shù)t,計(jì)算并比較鋼球在釋放點(diǎn)和A點(diǎn)之間的勢(shì)能變化大小AEp與動(dòng)能變化大小AEk,就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒。(1)用AEp=mgh計(jì)算鋼球重力勢(shì)能變化的大小,式中鋼球下落高度h應(yīng)測(cè)量釋放時(shí)的鋼球球心到之間的豎直距離。(A)鋼球在A點(diǎn)時(shí)的頂端 (B)鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心 (C)鋼球在A點(diǎn)時(shí)的底端(2)用AEk=2mV2計(jì)算鋼球動(dòng)能變化的大小,用刻度尺測(cè)量遮光條寬度,示數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為,cm。某次測(cè)量中,計(jì)時(shí)器的示數(shù)為0.0100s,則鋼球的速度為v=m/s。乙(3)下表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果:A£p(xl()-2J)4.8929.78614.6919.5929.38A£k(xl()-2J)5.0410.115.120.029.8他發(fā)現(xiàn)表中的AEp與AEk之間存在差異,認(rèn)為這是由于空氣阻力造成的。你是否同意他的觀點(diǎn)?請(qǐng)說(shuō)明理由。(4)請(qǐng)你提出一條減小上述差異的改進(jìn)建議。1.(1)17.806 (2)D (3)—2k【解析】(1)螺旋測(cè)微器的固定刻度為17.5訓(xùn),可動(dòng)刻度為30.5x0.01mm=0.305mm,所以最終讀數(shù)為17.5mm+0.305mm=17.805mm。d(2)已知經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的時(shí)間和小球的直徑,則可以由平均速度表示經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度,所以「丁,若減小L11的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能時(shí),可以認(rèn)為機(jī)械能守恒;,妙亍加;整理得h—(-)\為直觀判斷小球下落/ 2gt 、,,M1……過(guò)程中機(jī)械能是否守恒,所以應(yīng)作"”圖象。故選D。屋1 d2 d2(3)根據(jù)函數(shù)力一(-)可知正比例函數(shù)的斜率力一,故重力加速度(7—。2gt 2g 2k2.(1)使小車獲得相同的動(dòng)能(彈簧對(duì)小車做功相同) 墊高木板固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端靜止釋放小車時(shí),小車1連同紙帶一起在木板上勻速運(yùn)動(dòng)(平衡摩擦力) (2)AC—V2E解析】(1)每次將小車壓縮彈裝至裝木蚯的虛級(jí)處,彈兼具有相同的彈性勢(shì)能,這群等友對(duì)小車儆的功相同,小車獲得的動(dòng)能相同:要消除阻力對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的哥啕,應(yīng)先平衡摩擦力,可墊高木板固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端,靜止釋放小車時(shí),小車連同縱帶一起在木板上勻速運(yùn)動(dòng)口◎)由表中數(shù)據(jù)可知,明顯不正踴的兩個(gè)猜想是A而C;由表中數(shù)據(jù)及圖靠可知小車的用量施眼之或正比,故橫坐標(biāo)為一2O3.(1); (2):(3)增加d【解析】(1)已知經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的時(shí)間小球的直徑,則可以由平均速度表示經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度,故TOC\o"1-5"\h\z1 7 d9(2)若減小的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能時(shí),可以認(rèn)為機(jī)械能守恒,則有:V"/”二即3"/ (7),解得:乙 L12g 2g,不",結(jié)合圖象,則有:“不;(3)由于該過(guò)程中有阻力做功,而高度越高,阻力做功越多;故增加下落高度后,貝將增加。,、, /1/A(3)大于m(g,、, /1/A(3)大于m(g--k)4.(1)BC (2)mgh6 45 8T2【解析】(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以記錄時(shí)間,不需要用秒表測(cè)量重物下落的時(shí)間,故A錯(cuò)誤。通過(guò)測(cè)量重物自由下落過(guò)程中動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減少量是否相等,來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,故B正確。重物在下落過(guò)程中克服空氣阻力做功是實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)源之一,還有摩擦阻力,故C正確。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等,質(zhì)量可以約去,所以不需要用天平測(cè)量重物的質(zhì)量,故D錯(cuò)誤。故選BC。h—h(2)在打O點(diǎn)和E點(diǎn)這段時(shí)間內(nèi)的重力勢(shì)能的減少量AE=mgh。E點(diǎn)的瞬時(shí)速度V=^—^,則打E點(diǎn)時(shí)重p5 E 2T錘的動(dòng)能E=1mv2=m(%-訃。k2E 8T2重錘下落過(guò)程中,受到重力和阻力作用,根據(jù)牛頓第二定律得:mg-fV2重錘下落過(guò)程中,受到重力和阻力作用,根據(jù)牛頓第二定律得:mg-fV2=2ah知,圖線的斜率k=2a,則a=-,
n 21=ma,貝|J阻力的大小f=mg-ma=mg一—mk=m(g——k)?!久麕燑c(diǎn)睛】對(duì)于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)要從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)去理解,要親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn),深刻體會(huì)實(shí)驗(yàn)的具體操作,不能單憑記憶去理解實(shí)驗(yàn);要能夠找出斜率和截距的物理意義,我們必須要從物理角度找出兩個(gè)物理變量的關(guān)系表達(dá)式。利用圖象問(wèn)題結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)研究常用的方法。我們更多的研究直線圖形,找出其直線的斜率和截距。
5.(1)5.(1)3.80(M4-m)b2:,小(3)9.6【解析】(1)寬度匕的讀數(shù)為:3men-16x0.05imn=3.8{)mm:(2)由于光電門(mén)的寬度匕根小,故用偎蛭時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)球_度,則滑塊通過(guò)光電門(mén)F速度海:*=2清塊從月處到達(dá)3處時(shí)用而鼠蛆威的系統(tǒng)動(dòng)能增加量為:=Xm+M)理=空當(dāng):I* u M[-落線的重力勢(shì)能感,少量可兼示為:AEp=mgd-Mgdsi^a=(m-^)gdz比鞋AEp趨A%,若在賣驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等,即可認(rèn)為抗械能是守恒的.(3)根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒有:K、M(3)根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒有:K、MI,河:,則〃十二7小‘,若「1」圖象,則圖線的斜率:2m-M 2.4 k(M+m) ?,.9“「,,;由圖象可知,“版則有:,,「^代入數(shù)據(jù)得:""小。6.(1)左 (2)B(3)1.881.92 (4)不正確 (5)I.ABII.甲【解析】(1)下落過(guò)程為勻加速運(yùn)動(dòng),物體運(yùn)動(dòng)速度漸漸變大,故打點(diǎn)間距應(yīng)變大,所以紙帶的左端與重物相連;(2)要驗(yàn)證機(jī)械能守恒,應(yīng)求得某點(diǎn)的速度才行,由數(shù)據(jù)可得B的速度,故選B點(diǎn);23.23-15.55 .….(3)從O到B的距離h=19.20cm;b的速度為v= cm/s=1.92m/s,2x0.02 '故NE=mgh=1.00x9.80x19.20x10-2J=1.88J。p(4)該同學(xué)的判斷依據(jù)不正確。在重物下落h的過(guò)程中,若阻力/恒定,根據(jù)mgh-fh=1mv2-0,可得v2=2(g-L)h,則此時(shí)v2-h圖象就是過(guò)原點(diǎn)的一條直線。所以要想通過(guò)v2-h圖象的方法驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒,m還必須看圖象的斜率是否接近2g。(5)I.為了使空氣阻力影響更小,在甲圖中,下落物體應(yīng)選擇密度大的重物,故A正確;乙圖是驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒,m1向下運(yùn)動(dòng),m,向上運(yùn)動(dòng),所以m>m,故B正確;在甲圖中,不需要測(cè)量物體的質(zhì)量,即1 2 1 2不需要天平,乙圖是驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒,即驗(yàn)證系統(tǒng)動(dòng)能的增加量和系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量是否相等,動(dòng)能的增加量為AE=1(m+m)v2,重力勢(shì)能的減小量為NE=(m-m)gh,需要天平,故C錯(cuò)誤;采用k2 1 2 p1 2甲、乙的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),都必須先打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,再釋放重物,故D錯(cuò)誤;II.甲方案更合理,因?yàn)樵谝覉D中受到細(xì)繩和滑輪之間的摩擦力的影響?!久麕燑c(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握實(shí)驗(yàn)的原理,會(huì)通過(guò)原理確定器材,以及掌握紙帶的處理方法,會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度的大小,關(guān)鍵是勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論的運(yùn)用。知道實(shí)驗(yàn)的原理,通過(guò)原理確定測(cè)量的器材以及誤差的來(lái)源,理解兩方案的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。7.(1)0.590.58 (2)4.3A7.L[解析](1)設(shè)斜面的便角/仇由圖2可如構(gòu)塊在0.5s時(shí)運(yùn)動(dòng)的距離是仁0.60nLi則物塊重力勢(shì)能的施少量為的,=響可口占=0-2x9-8x()E;<獸J=059J,由圖3可題,0.58內(nèi)物塊的遑_度為w=24m/s,則物理動(dòng)能的堆加量為儆=]fli】F=)xO2x2甲J=ft58J:(2)①由圖級(jí)可得物塊下滑的加途度大小為出=等二^皿十=43m/'s2u_&—uTOC\o"1-5"\h\z_ h p-②由于右計(jì)摩擦,所以物塊下滑的加速度為"gsin白氣■亍,故選A:國(guó)諜的斜率為%jL- -iL+s 1s+s 1s+s、.(1)A (2)左 (3)①i2②g [s +s)= (t 2)2 (或填寫(xiě)mg(s +s;
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