實(shí)驗(yàn)—驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

1、實(shí)驗(yàn)一驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律P3 .【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹框?yàn)證機(jī)械能守恒定律?！緦?shí)驗(yàn)原理】當(dāng)物體自由下落時(shí)， 只有重力做功，物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能互相轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒。若某一一 亠、 1 2時(shí)刻物體下落的瞬時(shí)速度為 v，下落咼度為h，則應(yīng)有：mgh mv，借助打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，2測(cè)出重物某時(shí)刻的下落高度 h和該時(shí)刻的瞬時(shí)速度 v,即可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。測(cè)定第n點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方法是：測(cè)出第n點(diǎn)的相鄰前、后兩段相等時(shí)間T內(nèi)下落的距離乩和也,由公式M豈尹，或由Vn=dn 1 d n 二2T算出,如圖所示。【實(shí)驗(yàn)器材】鐵架臺(tái)(帶鐵夾)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)生電源，導(dǎo) 線，帶鐵夾的重綞，紙帶，米尺。s dn=d

2、n+1Sn+1P 4.【實(shí)驗(yàn)步驟】1. 按如圖裝置把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與學(xué)生電源連接好。2 把紙帶的一端在重錘上用夾子固定好，另一端穿過(guò)計(jì)時(shí)器限位孔，豎 直提起紙帶使重錘?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，紙帶上端用夾子夾住。3接通電源，松開(kāi)紙帶，讓重錘自由下落。4 .重復(fù)幾次，得到 35條打好點(diǎn)的紙帶。5. 在打好點(diǎn)的紙帶中挑選第一、二兩點(diǎn)間的距離接近2mm，且點(diǎn)跡清晰的一條紙帶，在起始點(diǎn)標(biāo)上0，以后各依次標(biāo)上1, 2, 3,，用刻度尺測(cè)出對(duì)應(yīng)下落高度 h1、h2、h3,。6. 應(yīng)用公式Vn= hn 1 -計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即時(shí)速度V1、V2、V3，,。2T7.計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的勢(shì)能減少

3、量mghn和動(dòng)能的增加量1 mVn2,進(jìn)行比較。2P6 .【注意項(xiàng)事】1. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝時(shí)，必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力。2. 選用紙帶時(shí)應(yīng)盡量挑第一、二點(diǎn)間距接近2mm的紙帶。3. 因不需要知道動(dòng)能和勢(shì)能的具體數(shù)值，所以不需要測(cè)量重錘的質(zhì)量。P7 . 07學(xué)年南京市期末質(zhì)量調(diào)研12. (2)在用“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的重物拖著紙帶豎直下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，32* 5Dcrib-1如圖，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為 0. 04s , P為紙帶運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)， 從打P到打下B過(guò)程中物體重力勢(shì)能的 厶E p二J,在此過(guò)程中物體動(dòng)

4、能的增加量AEk =J （已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?g =9. 8m/s2，答2案保留三倍有效數(shù)字）。用v表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度，h表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)到 P點(diǎn)的距離，以 J為22縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出X- _h的圖線，若斜率等于某個(gè)物理量的數(shù)值時(shí)，說(shuō)明重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，該物理量是 。解：2.282.26當(dāng)?shù)刂亓铀俣萈 8. 07屆南京市綜合檢測(cè)題（一） 11、在 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，讓重錘自由落 下，根據(jù)打出的紙帶也可以測(cè)量重錘下落的加速度a的數(shù)值，如圖所示是在打出的紙帶上選取的連續(xù)五個(gè)點(diǎn) A、B、C、D、E,測(cè)出A點(diǎn)距起點(diǎn)0的距離為So，A、C兩點(diǎn)間的距離為 si, C、E

5、兩點(diǎn)間的距離為S2,使用的交流電的頻率為 f,則根據(jù)這些數(shù)值計(jì)算重錘下落的加速度a的表達(dá)式為 a=在此實(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，其主要原因是重錘在下落過(guò)程中受到阻力的作用， 如果要測(cè) 定該阻力的大小，在知道重力加速度的 準(zhǔn)確值為g時(shí)，還需要測(cè)量的物理量是 （寫(xiě)出名稱和 符號(hào)）。試用這些物理量和上面紙帶中 的測(cè)量數(shù)據(jù)表示重錘在下落過(guò)程中受到的阻力大小為 F=答:重錘質(zhì)量mmg (s2 sj f4P9 . 07學(xué)年度廣東省重點(diǎn)中學(xué)12月月考11. （16分）（1）在做 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)小組 A不慎將一條選擇好的紙帶的前面一部分損壞了，剩下的一部分紙帶上

6、各 點(diǎn)間的距離如圖11所示的數(shù)值，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的周期為T=0.02S,重力加速度g=9.8m/s2;重錘的質(zhì)量為 m,已知S1=0.98cm,S2=1.42cm,S3=1.78cm,則記錄B點(diǎn)時(shí)重錘的動(dòng)能 Ekb=J（寫(xiě)計(jì)算式用字母表示），記錄C點(diǎn)時(shí)重錘的動(dòng)能 EKc=0.32mJ;重錘從B點(diǎn)到C點(diǎn)重力勢(shì) 能變化量是 J,動(dòng)能變化量是 J.從而可以得出結(jié)論： （2）.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中 自由落下的重錘質(zhì)量要大一些，這是為了減少 對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響. 實(shí)驗(yàn)中 測(cè)定重錘的質(zhì)量（ 填“要”或“不要”）. 實(shí)驗(yàn)小組C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)能總是大于重錘動(dòng)能的增加，其原

7、因主要是因?yàn)樵谥劐N下落的過(guò)程中存在阻力作用，因此想到可以通過(guò)該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)阻力的大小.根據(jù)已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣裙J(rèn)的較準(zhǔn)確的值為g,電源的頻率為f,又測(cè)量出物理量 。他（她）們用這些物理量求出了重錘在下落的過(guò)程中受到的平均阻力大小F = （用字母表示）.解：每空2分2(1)m(S1 S2)0.142m , 0.14m ,8T2在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，只有重力做功時(shí)，物體的機(jī)械能守恒(2)空氣阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器器對(duì)紙帶的阻力；不要；重錘的質(zhì)量 m,相鄰的兩點(diǎn)間的位移 Si、S2，mg _(s2 _&) f 2或重錘的質(zhì)量 m,相鄰的兩點(diǎn)間的位移S1、S2、S3、S4,(S3 +S4) _(Si +S2)2m

8、g -f 4P11 . 07屆廣東省惠陽(yáng)市綜合測(cè)試卷三11.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)裝置，請(qǐng)根據(jù)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的相關(guān)實(shí)驗(yàn)回答下列問(wèn)題：(1)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m= 1kg的重錘自由下落，在紙帶上打出一系 3.07 6.91 OB列的點(diǎn)，如圖所示，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的 時(shí)間間隔為0.02s,長(zhǎng)度單位：cm, 當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?g= 9.80m/s2.那 么：紙帶的端與重物相連(填“左”或“右”).從起 點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中，重力勢(shì)能的減小量為 EP =J,物體動(dòng)能的增加量 E K=J.(均取兩位48.1mmB60.2 mmD有效數(shù)字)通過(guò)計(jì)算，數(shù)值 Ep與 Ek并 不相等，這是因?yàn)?/p>

9、.(2)某同學(xué)在測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度 時(shí)，得到了幾條較為理想的紙帶.他已在每條紙帶上按每5個(gè)點(diǎn)取好計(jì)數(shù)點(diǎn)，即相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為 0.1s,依打點(diǎn)先后編為 1、2、3、4、5.由于不小心，幾條紙帶都被 撕斷了，如圖所示，請(qǐng)根據(jù)給出的 A、B、D四段紙帶回答： B、C、D三段中選出從紙帶A上撕下的那段應(yīng)該是.打A紙帶時(shí)，物體的加速度大小是 m/s2.(取三位有效數(shù)字)11、(1) 左； 0.47 ,0.46;下落過(guò)程中要克服阻力做功(2) C ; 0.600P13 .江蘇省如東中學(xué) 0607學(xué)年上學(xué)期期末考試 12如圖甲用包有白紙的質(zhì)量為1.00kg的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料

10、的毛筆固定在電動(dòng)機(jī)上并隨之勻速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)接通電源待電機(jī)穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)后，燒斷懸掛圓柱棒的細(xì)線，圓柱棒自由下落，毛筆可在圓柱棒的紙上畫(huà)出記號(hào)。圖乙是按正確操作順序畫(huà)出的一條紙帶，O是畫(huà)出的第一個(gè)痕跡，A、B、C、D、E、F、G是依次畫(huà)出的痕跡，設(shè)毛筆接觸棒時(shí)不影響棒的運(yùn)動(dòng)。測(cè)得痕跡之間沿棒方向的距離依次為 OA =26.0mm、AB =50.0mm、BC =74.0mm、CD =98.0mm、DE =122.0mm、EF =146.0mm , 已知電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)有 “ 1200 r / min字樣，由此驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.根據(jù)以上內(nèi)容，可得：根據(jù)乙圖所給的數(shù)據(jù)，可知毛筆畫(huà)下痕跡B、E兩時(shí)刻間棒的動(dòng)能變化量為 J,重力勢(shì)能的變化量為 J,由此可得出的結(jié)論是 。（g取9.80m/s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）曲動(dòng)機(jī)GFED C B A O實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)利用獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)同時(shí)測(cè)定了當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭的值。假設(shè)OF間的距分離為h， EG間的距離s。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率用 f表示。有下面三種方法求重力加速度的值， 別是：A 根據(jù)h*2，其中t = 6，求得:f2hf 2 g Pb 根據(jù)Vf