第5章實(shí)驗(yàn)六 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

知識(shí)梳理考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證機(jī)械能守恒定律.2.實(shí)驗(yàn)原理通過(guò)實(shí)驗(yàn)，求出做自由落體運(yùn)動(dòng)物體的重力勢(shì)能的減少量和相應(yīng)過(guò)程動(dòng)能的增加量，若二者相等，說(shuō)明

守恒，從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.3.實(shí)驗(yàn)器材

、電源、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、重物、

、鐵架臺(tái)(帶鐵夾)、導(dǎo)線兩根.4.實(shí)驗(yàn)步驟(1)安裝器材：將

固定在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與低壓電源相連.(2)打紙帶：用手豎直提起紙帶,使重物?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器下方附近，先

，再

，讓重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，取下紙帶，換上新的紙帶重打幾條(3～5條)紙帶.機(jī)械能打點(diǎn)計(jì)時(shí)器刻度尺打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接通電源松開(kāi)紙帶【基本實(shí)驗(yàn)要求】答案

誤差允許答案

阻力豎直摩擦阻力【規(guī)律方法總結(jié)】小答案

g返回答案1.如圖所示，在利用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，電源的頻率為50Hz，依次打出的點(diǎn)為0、1、2、3、4、…、n.則：(1)如用第2點(diǎn)到第6點(diǎn)之間的紙帶來(lái)驗(yàn)證，必須直接測(cè)量的物理量為_(kāi)___________________________、____________________________________、__________________________，必須計(jì)算出的物理量為_(kāi)_________________、_____________________，驗(yàn)證的表達(dá)式為_(kāi)______________________.第2點(diǎn)到第6點(diǎn)之間的距離h26第1點(diǎn)到第3點(diǎn)之間的距離h13第5點(diǎn)到第7點(diǎn)之間的距離h57第2點(diǎn)的瞬時(shí)速度v2第6點(diǎn)的瞬時(shí)速度v6

答案213

ADBCEF答案2132.在一次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證課上，某同學(xué)利用自由落體運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，該同學(xué)開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)的情形如圖所示，他將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接通低壓電源后釋放紙帶.(1)請(qǐng)指出該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中存在的兩處明顯錯(cuò)誤或不當(dāng)?shù)牡胤?①_________________________②_________________________打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接了直流電重物離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)(2)該同學(xué)在教師的指導(dǎo)下規(guī)范了實(shí)驗(yàn)操作，重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到了幾條(3～5條)打出一系列點(diǎn)的紙帶，在選點(diǎn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)，有以下兩種方案，其中對(duì)選取紙帶的1、2兩點(diǎn)間距離要求小于或接近2mm的是方案________(填“一”或“二”).方案一：利用起始點(diǎn)和第n點(diǎn)計(jì)算；方案二：任取兩點(diǎn)計(jì)算.一答案213

重力加速度g解析答案2133.小華設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，提供的實(shí)驗(yàn)器材如下：A.小車(chē)B.鉤碼C.一端帶定滑輪的木板D.細(xì)線E.電火花計(jì)時(shí)器F.紙帶G.毫米刻度尺H.低壓交流電源I.220V的交流電源(1)實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是________(填寫(xiě)器材序號(hào))，還應(yīng)補(bǔ)充的器材是________.天平H解析答案213(2)實(shí)驗(yàn)中得到了一條紙帶如圖乙所示，選擇點(diǎn)跡清晰且便于測(cè)量的連續(xù)7個(gè)點(diǎn)(標(biāo)號(hào)0～6)，測(cè)出0到1、2、3、4、5、6點(diǎn)的距離分別為d1、d2、d3、d4、d5、d6，打點(diǎn)周期為T(mén).則打點(diǎn)2時(shí)小車(chē)的速度v2＝___________；若測(cè)得小車(chē)質(zhì)量為M、鉤碼質(zhì)量為m，打點(diǎn)1和點(diǎn)5時(shí)小車(chē)的速度分別用v1、v5表示，已知重力加速度為g，則驗(yàn)證點(diǎn)1與點(diǎn)5間系統(tǒng)的機(jī)械能守恒的關(guān)系式可表示為_(kāi)__________________________________.(3)實(shí)驗(yàn)中，鉤碼減少的重力勢(shì)能總是略大于系統(tǒng)增加的動(dòng)能，主要原因是_____________________.

小車(chē)和紙帶受到阻力返回答案2134.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)利用圖甲中器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，正確地完成實(shí)驗(yàn)操作后，得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖乙所示.在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中，某同學(xué)取A、B兩點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn).已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，g取9.8m/s2，圖中測(cè)量結(jié)果記錄在下面的表格中.項(xiàng)目x1/cmA點(diǎn)瞬時(shí)速度/(m·s－1)x2/cmB點(diǎn)瞬時(shí)速度/(m·s－1)A、B兩點(diǎn)間距離/cm數(shù)據(jù)3.920.9812.80

50.00(1)觀察紙帶，可知連接重物的夾子應(yīng)夾在紙帶的_____端(選填“左”或“右”)；(2)將表格中未填項(xiàng)目填寫(xiě)完整；密集3.20左

解析答案45(3)若重物和夾子的總質(zhì)量為0.6kg，那么在從A到B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，動(dòng)能的增加量為_(kāi)_______J，重力勢(shì)能的減少量為_(kāi)_______J.

2.782.94項(xiàng)目x1/cmA點(diǎn)瞬時(shí)速度/(m·s－1)x2/cmB點(diǎn)瞬時(shí)速度/(m·s－1)A、B兩點(diǎn)間距離/cm數(shù)據(jù)3.920.9812.80

3.2050.00解析答案45

O點(diǎn)不是打出來(lái)的第一個(gè)點(diǎn)，速度不為零，動(dòng)能不為零解析答案45(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Ff＝________N.

9.50.09解析答案45

解析圖線不過(guò)原點(diǎn)，說(shuō)明開(kāi)始時(shí)，重物已經(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).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)返回解析答案456.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，某研究小組采用了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)的主要步驟是：在一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線一端系一金屬小球，另一端固定于O點(diǎn)，記下小球靜止時(shí)球心的位置A，在A處放置一個(gè)光電門(mén)，現(xiàn)將小球拉至球心距A高度為h處由靜止釋放，記下小球通過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光時(shí)間Δt.(1)如圖乙，用游標(biāo)卡尺測(cè)得小球的直徑d＝______cm；mm＋0.1×mm＝10.4mm＝1.04cm.1041.04解析答案7689(2)該同學(xué)測(cè)出一組數(shù)據(jù)如下：高度h＝0.21m，擋光時(shí)間Δt＝0.0052s，設(shè)小球質(zhì)量為m＝100g，g＝9.8m/s2.計(jì)算小球重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝________J，動(dòng)能的增加量ΔEk＝________J，得出的結(jié)論是：______________________________________，分析誤差產(chǎn)生的原因是____________________.0.2060.200在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，小球機(jī)械能守恒克服空氣阻力做功解析答案76897.用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.m2從高處由靜止開(kāi)始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點(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.如圖10給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)，所用電源的頻率為50Hz，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示.已知m1＝50g、m2＝150g，則：(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)7689

2.40.580.609.7解析答案76898.利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示.(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)出擋光條的寬度為l＝60.0mm.C.由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門(mén)中心之間的距離x＝______cm.D.將滑塊移至光電門(mén)1左側(cè)某處，待砝碼靜止時(shí)釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過(guò)光電門(mén)2.6.00答案7689E.從數(shù)字計(jì)時(shí)器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Δt1和Δt2.F.用天平稱(chēng)出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱(chēng)出托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量m.用表示直接測(cè)量的字母寫(xiě)出下列物理量的表達(dá)式.(2)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ΔEp＝______.(3)如果ΔEp＝_____________________，則可認(rèn)為驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.mgx解析(2)系統(tǒng)勢(shì)能的減少ΔEp＝mgx.解析答案76899.某同學(xué)根據(jù)機(jī)械能守恒定律，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究彈簧的彈性勢(shì)能與壓縮量的關(guān)系.①如圖(a)所示，將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺(tái)，在上端的托盤(pán)中依次增加砝碼，測(cè)量相應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表，由數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)k＝____N/m.(g取9.8m/s2)砝碼質(zhì)量/g50100150彈簧長(zhǎng)度/cm8.627.636.66

50解析答案7689②取下彈簧，將其一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè)，如圖(b)所示，調(diào)整導(dǎo)軌使滑塊自由滑動(dòng)時(shí)，通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的速度大小________.③用滑