“验证机械能守恒定律”的实验如图采用重物自由下落的方法:(1)实验中,下面哪些测量工具是必需的? .A.天平 B.直流电源 C.刻度尺
题型:不详难度:来源:
“验证机械能守恒定律”的实验如图采用重物自由下落的方法:
(1)实验中,下面哪些测量工具是必需的? . A.天平 B.直流电源 C.刻度尺 D.秒表 (2)实验中,发现重锤减少的势能总是大于重锤增加的动能,造成这种现象的主要原因是 A.选用的重锤质量过大 B.数据处理时出现计算错误 C.空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力 D.实验时操作不够细,实验数据测量不准确 (3)实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.80m/s2,所用重物的质量为1.00kg,实验中得到一点迹清晰的纸带,把第一点记作O,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点,经测量知道A、B、C、D到0点的距离分别为62.99cm,70.18cm,77.76cm,85.73cm,根据以上的数据,可知重物由0运动到C点,重力势能的减小量等于 J,动能的增加量等于 J。(本题中计算结果均保留三位有效数字) (4)通过实验得出的结论是: . |
答案
(1)C .(2)C (3)重力势能的减小量等于7.62 J,动能的增加量等于7.57 J。 (本题中计算结果均保留三位有效数字) (4)通过实验得出的结论是: 误差允许范围内机械能守恒 |
解析
本题考查的是“验证机械能守恒定律”的实验问题。实验中,必需的测量工具是刻度尺,用来测量纸带上的点和点之间的距离。实验中,发现重锤减少的势能总是大于重锤增加的动能,造成这种现象的主要原因是空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力作用。 重力势能的减小量
动能的增加量 |
举一反三
(2011年福州联考)如图4-3-7所示,在地面上以速度v0抛出质量为m的物体,抛出后物体落到比地面低的海平面上.若以地面为零势能面而且不计空气阻力,则下列说法错误的是( )
图4-3-7A.物体到海平面时的势能为mgh | B.重力对物体做功为mgh | C.物体在海平面上的动能为mgh+mv | D.物体在海平面上的机械能为mv |
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(2011年山东济南模拟)质量分别为m和M的两个小球P和Q,中间用轻质杆固定连接,在杆的中点O处有一固定转动轴,如图4-3-8所示.现在把杆置于水平位置后自由释放,在Q球顺时针摆动到最低位置的过程中,下列有关能量的说法正确的是(其中M=2m)( )
图4-3-8A.Q球的重力势能减少、动能增加,Q球和地球组成的系统机械能守恒 | B.P球的重力势能增加,动能也增加,P球和地球组成的系统机械能守恒 | C.P球、Q球和地球组成的系统机械能守恒 | D.P球、Q球和地球组成的系统机械能不守恒 |
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(2011年东北地区名校联考)如图4-3-10所示,一物体以速度v0冲向光滑斜面AB,并能沿斜面升高h,下列说法正确的是( )
图4-3-10A.若把斜面从C点锯断,由机械能守恒定律知,物体冲出C点后仍能升高h | B.若把斜面弯成如图所示的半圆弧形,物体仍能沿AB′升高h | C.若把斜面从C点锯断或弯成如图所示的半圆弧形,物体都不能升高h,因为物体的机械能不守恒 | D.若把斜面从C点锯断或弯成如图所示的半圆弧形,物体都不能升高h,但物体的机械能仍守恒 |
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(2011年江苏盐城模拟)如图4-3-11甲所示,竖直平面内的光滑轨道由直轨道AB和圆轨道BC组成,小球从轨道AB上高H处的某点由静止滑下,用力传感器测出小球经过圆轨道最高点C时对轨道的压力为F,并得到如图乙所示的压力F随高度H的变化关系图象.(小球在轨道连接处无机械能损失,g=10 m/s2)求:
图4-3-11 (1)小球从H=3R处滑下,它经过最低点B时的向心加速度的大小; (2)小球的质量和圆轨道的半径. |
(12分)用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,即验证机械能守恒定律.
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤: A.按照图示的装置安装器件; B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上; C.用天平测出重锤的质量; D.先释放悬挂纸带的夹子,然后接通电源开关打出一条纸带; E.测量纸带上某些点间的距离; F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能. 其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是 .(将其选项对应的字母填在横线处) (2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值.如图所示,根据打出的纸带,选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,测出A距起始点O的距离为s0,点AC间的距离为s1,点CE间的距离为s2,使用交流电的频率为f,根据这些条件计算重锤下落的加速度a=_________.
(3)在上述验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用,可以通过该实验装置测阻力的大小.若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g,还需要测量的物理量是 .试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F= . |
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