“用数字化实验设备研究机械能守恒定律”的装置如图甲所示,在某次实验中,选择图象方式显示实验结果,所显示的图象如图乙所示.图象的横轴表示小球距D点的高度h,纵轴表
题型:不详难度:来源:
“用数字化实验设备研究机械能守恒定律”的装置如图甲所示,在某次实验中,选择图象方式显示实验结果,所显示的图象如图乙所示.图象的横轴表示小球距D点的高度h,纵轴表示摆球的重力势能Ep动能Ek和机械能E.请回答下列问题: (1)图乙中,表示小球的重力势能Ep随高度h变化关系的图线是______,表示动能Ek随高度h变化关系的图线是______,表示机械能E随高度h变化关系的图线是______. (2)根据图乙所示图象,可以得出的结论是______.
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答案
(1)根据重力势能的定义得: Ep=mgh 所以小球的重力势能Ep与高度h成正比,即选乙图. 根据动能定理得: Ek=Ek0-mgh,所以选丙图. 机械能E随高度h变化应该几乎不变,即选甲图. (2)根据图乙所示图象,可以得出的结论是在误差允许的范围内,在只有重力做功的情况下,小球的机械能守恒. 故答案为:(1)乙、丙、甲 (2)在误差允许的范围内,在只有重力做功的情况下,小球的机械能守恒. |
举一反三
一位同学“用自由落体运动验证机械能守恒定律” (1)现有下列器材可供选择:铁架台、电磁打点计时器及复写纸、纸带若干、220V交流电源,4-6V低压交流电源、天平、秒表、导线、电键.其中不必要的3个器材是:______;缺少的2个器材是______. (2)根据纸带算出相关各点的速度v量出下落的距离h,以为纵轴,以h为横轴画出的图线应是图乙中的______,就证明机械能是守恒的.
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如图所示,是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置,请回答下列问题: (1)从下列器材中选出实验所必须的,其编号为______. A.打点计时器(含纸带); B.重锤; C.天平;D.毫米刻度尺; E.秒表. (2)实验中产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器时的摩擦阻力,使重锤获得的动能往往______它所减小的重力势能(填大于、小于或等于). (3)如果以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出-h图线是一条通过坐标原点的倾斜直线,该直线的斜率是______. |
如图图甲所示用包有白纸的质量为1Kg的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之匀速运动,当接通电源待电动机稳定转动后,烧断悬挂圆柱棒的细线,圆柱棒自由下落,毛笔可在圆柱棒的纸上画出记号,如图乙所示是按正确顺序画出的一条纸带,图中O是画出的第一个痕迹,A、B、C、D、E、F、G是依次画出的痕迹,设毛笔接触时不影响棒的运动,测得痕迹之间沿棒方向的距离依次为OA=20.0mm、AB=50.0mm、BC=74.0mm、CD=98.0mm、DE=122.0mm、EF=146.0mm已知电动机的铭牌上标有“1200r/min”字样,由此验证机械能守恒定律. 根据图中所示的数据,可知毛笔画下痕迹B、E两时刻间棒的动能变化量为______J,重力势能的变化量为______J,由此可得出的结论是______(g取9.8m/s2,结果保留三位有效数字)
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在《验证机械能守恒定律》的实验中,电源频率是50Hz.某同学选择了一条理想纸带,各记数点到O点的距离已记录在各记数点下,如图7所示. O点是打的第一个点,相邻两计数点间都还有3个计时点未画出.下落物体的质量为1kg,请由纸带求出重物下落中由O到2的过程中,动能增加了______ J; 重力势能减少多少______ J;这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量______(填大于、等于、小于)动能的增加量,原因是______.计算中g取9.8m/s2.
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用落体法验证机械能守恒定律的实验中: ①运用公式mv2=mgh对实验条件的要求是在打第一个点时,重锤恰好由静止开始下落,为此,所选择的纸带第1、2点间的距离应接近______. ②某同学实验步骤如下: A.用天平准确测出重锤的质量; B.把打点计时器架在铁架台上,并接上直流电源; C.将纸带一端固定在重锤上,另一端穿过打点计时器的限位孔,使重锤靠近打点计时器; D.先释放重锤,后接通电源; E.取下纸带,再重复几次; F.选择纸带,测量纸带上某些点之间的距离; G.根据测量的结果进行数据计算. H.你认为他实验步骤中多余的步骤是______,错误的步骤是______(均填序号). ③在该实验中根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落的距离h,以为纵轴,以h为横轴画出的图线应是图中的______就证明机械能是守恒的,图象的斜率代表的物理量是______.
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