使用如图(a)所示的装置验证机械能守恒定律,打出一条纸带如图(b)所示,O是打出的第一个点迹,A、B、C、D、E、F…是依次打出的点迹,量出OE间的距离为L,D

使用如图(a)所示的装置验证机械能守恒定律,打出一条纸带如图(b)所示,O是打出的第一个点迹,A、B、C、D、E、F…是依次打出的点迹,量出OE间的距离为L,D

题型:不详难度:来源:
使用如图(a)所示的装置验证机械能守恒定律,打出一条纸带如图(b)所示,O是打出的第一个点迹,A、B、C、D、E、F…是依次打出的点迹,量出OE间的距离为L,DF间的距离为s.已知打点计时器打点的周期是T,当地的重力加速度为g.
①在实验误差允许的范围内,上述物理量如果满足关系式______,即验证了重锤下落过程中机械能是守恒的.
②若T=0.02s,在图(b)中如果发现OA距离大约是4mm,则出现这种情况最可能的原因是:______,此时上述的各物理量间满足的关系式是______.魔方格
答案
①E点的速度为vE=
S
2T
,则O到E,动能的增加量为Ek=
1
2
mvE2=
1
8
m(
S
T
)
2
,重力势能的减小量△Ep=mgl,若mgl=
1
8
m(
S
T
)
2
,即gl=
1
8
(
S
T
)
2
,机械能守恒.
②若初速度为零,加速度为g,则OA间的距离大约2mm,发现OA距离大约4mm,知初速度不为零,可能是先释放纸带后启动打点计时器.求解动能的变化量时,未减去初速度,则重力势能的减小量小于动能的增加量,即gl<
1
8
(
S
T
)
2

故答案为:①gl=
1
8
(
S
T
)
2
  ②先释放纸带后启动打点计时器,gl<
1
8
(
S
T
)
2
举一反三
《验证机械能守恒定律》的实验中,对自由下落的重物,下述选择的条件哪种更为有利(  )
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A.只要有足够重就可以
B.只要体积足够小就可以
C.既要足够重,又要体积非常小
D.应该密度大些,还应便于夹紧纸带,使纸带随同运动时不致扭曲
在验证机械能守恒定律的实验中,质量 m=1kg的重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,相邻记数点时间间隔为0.02s,长度单位是cm,g取9.8m/s2.求:
(1)打点计时器打下记数点B时,物体的速度VB=______
(2)从点O到打下记数点B的过程中,物体重力势能的减小量△EP=______,动能的增加量△EK=______
但实验中总存在误差,其原因是______.(取3位有效数字)魔方格
利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某小组同学对实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案.
A.用刻度尺测出物体下落高度h,用打点间隔数测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v.
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=


2gh
计算出瞬时速度v.
C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过h=
v2
2g
计算得出高度h
D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v.
(1)以上方案中只有一种正确,正确的是______.(填入相应的字母)
(2)在该实验中,有几个注意点,以下描述正确的是______.
A.为减小摩擦阻力,需要调整打点计时器的限位孔,使它在同一竖直线上
B.可以选用质量很大的重锤,先用手托住,等计时器通电后再释放重锤
C.只有选第1、第2两打点间隔约2mm的纸带才代表打第1点时的速度为零
D.实验结果如果正确合理,得到的动能增加量应略大于重力势能的减小量.魔方格
某同学验证机械能守恒定律的实验步骤以及所测量的数据如下:
A.将打点(或电火花)计时器竖直安装在铁架台上
B.接通电源,再松开纸带,让重物自由下落
C.取下纸带,再换一条新纸带,重复以上实验步骤
D.将纸带固定在重物上,让纸带穿过打点计时器,用手提着纸带使重物静止
E.选取一条理想纸带(所选纸带如图所示),用刻度尺测出物体下落的高度OA、OB、OC、OD、OE(图中O点是计时器打出的第一点),并计算出相应的瞬时速度vA、vB、vC
F.分别计算出mvn2/2与mghn,在误差允许范围内,看是否相等

魔方格

请完成下列问题:
(1)上述实验步骤合理的顺序是______.
(2)质量为1kg的重锤从开始下落到打B点时,减少的重力势能EP为______;重锤下落到打B点时,增加的动能EK为______.
(3)通过计算,数值上△Ep______△Ek(填“略大于”“略小于”“等于”),这是因为______.
在做“验证机械能守恒定律”实验时,下列测量工具不需要的是(  )
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A.刻度尺B.交流电源C.天平D.重锤