實驗驗證機械能守恒定律的例題解析

1、驗證機械能守恒定律實驗專題1下列關(guān)于“驗證機械能守恒定律”實驗的實驗誤差的說法中，正確的是 ()A重物質(zhì)量的稱量不準會造成較大誤差B重物質(zhì)量選用得大些，有利于減小誤差C重物質(zhì)量選用得較小些，有利于減小誤差D紙帶下落和打點不同步不會影響實驗2有4條用打點計時器(所用交流電頻率為50 Hz)打出的紙帶A、B、C、D，其中一條是做“驗證機械能守恒定律”實驗時打出的。為找出該紙帶，某同學(xué)在每條紙帶上取了點跡清晰的、連續(xù)的4個點，用刻度尺測出相鄰兩個點間距離依次為s1、s2、s3。請你根據(jù)下列s1、s2、s3的測量結(jié)果確定該紙帶為(已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.791 m/s2) ()A61.0 mm65.

2、8 mm70.7 mmB41.2 mm45.1 mm53. 0mmC49.6 mm53.5 mm57.3 mmD60.5 mm61.0 mm60.6 mm3.某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機械能守恒定律。頻閃儀每隔0.05 s閃光一次，右圖中所標數(shù)據(jù)為實際距離，該同學(xué)通過計算得到不同時刻的速度如下表(當(dāng)?shù)刂亓铀俣热?0 m/s2，小球質(zhì)量m0.2 kg，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)：時刻t2t3t4t5速度(m/s)5.595.084.58(1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t5時刻小球的速度v5_ m/s。(2)從t2到t5時間內(nèi)，重力勢能增加量Ep_J，動能減小量Ek_J。(3)在誤差允許的范圍

3、內(nèi)，若Ep與Ek近似相等，從而驗證了機械能守恒定律。由上述計算得Ep_Ek(選填“>”“<”或“”)，造成這種結(jié)果的主要原因是_。4DIS實驗是利用現(xiàn)代信息技術(shù)進行的實驗。老師上課時“用DIS研究機械能守恒定律”的裝置如圖實712甲所示，在某次實驗中，選擇DIS以圖像方式顯示實驗的結(jié)果，所顯示的圖像如圖乙所示。圖像的橫軸表示小球距D點的高度h，縱軸表示擺球的重力勢能Ep、動能Ek或機械能E。試回答下列問題：圖實712(1)圖乙的圖像中，表示小球的重力勢能Ep、動能Ek、機械能E隨小球距D點的高度h變化關(guān)系的圖線分別是_(按順序填寫相應(yīng)圖線所對應(yīng)的文字)。(2)根據(jù)圖乙所示的實驗圖像

4、，可以得出的結(jié)論是_。5某研究性學(xué)習(xí)小組在做“驗證機械能守恒定律”的實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭9.80 m/s2。測得所用重物的質(zhì)量為1.00 kg。(1)下面敘述中正確的是_。A應(yīng)該用天平稱出重物的質(zhì)量B可選用點跡清晰，第一、二兩點間的距離接近2 mm的紙帶來處理數(shù)據(jù)C操作時應(yīng)先松開紙帶再通電D打點計時器應(yīng)接在電壓為46 V的交流電源上(2)實驗中甲、乙、丙三學(xué)生分別用同一裝置得到三條點跡清晰的紙帶，量出各紙帶上第一、二兩點間的距離分別為0.18 cm、0.19 cm、0.25 cm，則可肯定_同學(xué)在操作上有錯誤，錯誤是_。若按實驗要求正確地選出

5、紙帶進行測量，量得連續(xù)三點A、B、C到第一個點O間的距離分別為15.55 cm、19.20 cm和23.23 cm。則當(dāng)打點計時器打點B時重物的瞬時速度v_ m/s；重物由O到B過程中，重力勢能減少了_J，動能增加了_J(保留3位有效數(shù)字)，根據(jù)所測量的數(shù)據(jù)，還可以求出重物實際下落的加速度為_m/s2，則重物在下落的過程中所受到的阻力為_N。6某實驗小組利用如圖實713所示的實驗裝置來驗證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機械能守恒。圖實713(1)實驗前需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，利用現(xiàn)有器材如何判斷導(dǎo)軌是否水平？_。(2)如圖實714所示(經(jīng)放大后的)，游標卡尺測得遮光條的寬度d0.52 cm；實驗

6、時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間t1.2×102s，則滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度為_ m/s。在本次實驗中還需要測量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m、_和_(文字說明并用相應(yīng)的字母表示，g為已知)。圖實714(3)本實驗通過比較_和_在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等(用測量的物理量符號表示)，從而驗證系統(tǒng)的機械能守恒。探究動能定理實驗專題實驗方法一：利用重物做自由落體運動探究動能定理實驗方法二：利用探究牛頓第二定律的實驗裝置【跟蹤訓(xùn)練】水平實驗臺滑輪小沙桶滑塊細線打點計時器紙帶長木板 例1、某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖所

7、示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細沙當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止狀態(tài)若你是小組中的一成員，要完成該項實驗，則：（1）你認為還需要的實驗器材有 （2）實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件是 ，實驗時首先要做的步驟是 （3）在（2）的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量m讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2

8、（v1< v2）則本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式為 （用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量）例2在“探究恒力做功與物體的動能改變量的關(guān)系”的實驗中備有下列器材：A.打點計時器；B.天平；C秒表；D.低壓交流電源；E.電池；F.紙帶；G.細線、砝碼、小車、砝碼盤；H.薄木板(1)其中多余的器材是_，缺少的器材是_(2)測量時間的工具是_；測量質(zhì)量的工具是_(3)圖實512所示是打點計時器打出的小車(質(zhì)量為m)在恒力F作用下做勻加速直線運動的紙帶測量數(shù)據(jù)已用字母表示在圖中，打點計時器的打點周期為T.請分析，利用這些數(shù)據(jù)能否驗證動能定理？若不能，請說明理由；若能，請說出做法，并對這種做法做出評

9、價 例3某探究小組利用氣墊導(dǎo)軌和光電門計時器等裝置(如圖所示)探究動能定理他們通過改變滑輪下端的小盤中沙子的質(zhì)量來改變滑塊水平方向的拉力；滑塊上裝有寬為d的擋光片實驗中，用天平稱出小盤和沙子的總質(zhì)量為m，滑塊(帶擋光片)的質(zhì)量為M，計時器顯示擋光片經(jīng)過光電門1和2的時間分別為t1、t2.(1)在滿足_的條件下，才可以認為小盤和沙子的重力所做的功等于滑塊動能的改變量(2)實驗中還必須測量的物理量是_，試寫出本次探究的原理表達式(用測量量和已知量表示)_ 打點計時器紙帶橡皮筋實驗方法三：利用橡皮筋做功探究動能定理例4、在用如圖所示的裝置做“探究動能定理”的實驗中，下列說法正確的是() A通過改變橡

10、皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值 B通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的數(shù)值 C通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度 D通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度例5、物體在空中下落的過程中，重力做正功，物體的動能越來越大，為了“探究重力做功和物體動能變化的定量關(guān)系”，我們提供了如圖所示的實驗裝置(1)某同學(xué)根據(jù)所學(xué)的知識結(jié)合右圖設(shè)計一個本實驗情景的命題：如圖如示，質(zhì)量為m的小球在重力mg作用下從開始端自由下落至光電門發(fā)生的_，通過光電門時的_，試探究重力做的功_與小球動能變化量_的定量關(guān)系（請在空格處填寫物理量的名稱和對應(yīng)符號；在空格處填寫數(shù)學(xué)表達式） (2)某同學(xué)根據(jù)上述命題進行如下操作并測出如下數(shù)字用天平測定小球的質(zhì)量為0.50 kg；用游標尺測出小球的直徑為10.0 mm；用刻度尺測出電磁鐵下端到光電門的距離為82.80 c