数字计时器的探头是由两个相距很近的光电门组成的,摆球依次经过两个光电门时,两次对光线的遮挡时间被记录下来,已知光电门的间距与该时间之比即为平均速度,可由与光电门
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数字计时器的探头是由两个相距很近的光电门组成的,摆球依次经过两个光电门时,两次对光线的遮挡时间被记录下来,已知光电门的间距与该时间之比即为平均速度,可由与光电门相连的计算机计算并显示出来,因为两个光电门相距很近,所以,可以认为该平均速度为摆球经过光电门时的瞬时速度。你能利用该装置及必要的辅助器材来验证单摆的机械能是否守 恒吗? |
答案
解:如图所示
选择D 点为零势能参考点 将光电门先后放在A,B,C,D各点上 分别测出各点的速度vA,vB,vC,vD 再测出各点与A点的高度差hA,hB,hC,hD 运用各点数据验证单摆的机械能是否守恒。 方法一:可以利用D( 或C,B) 点来验证,只要满足就说明机械能守恒; 方法二:可以利用B,C两个点(或其他速度不为O的两个点的组合) 只要满足 即可说明机械能守恒. |
举一反三
如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。关于这一实验,下列说法中正确的是 |
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A.打点计时器应接直流电源 B.应先释放纸带,后接通电源打点 C.需使用秒表测出重物下落的时间 D.测出纸带上两点迹间的距离,可知重物相应的下落高度 |
在“ 验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器接在电压为U,周期为T s的交流电源上,从实验中打出的几条纸带中选出一条理想纸带,如图所示,选取纸带上打出的连续3个点A、B、C,测出A点距起始点的距离为S0 m,点AB间的距离为S1 m,点BC间的距离为S2 m,己知重锤的质量为m kg,当地的重力加速度为g,则: 起始点O到打下B点的过程中,重锤重力势能的减少量为ΔEp=________ J,重锤动能 的增加量为ΔEk=________ J;由于纸带与限位孔之间的摩擦力以及空气阻力的存在,重锤重力势能的减少量Δ Ep要________(填“大于”、“等于’’或“等于”)重锤动能的增加量为ΔEk。 |
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“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示,实验结果发现重物减少的重力势能略大于增加的动能,其主要原因是 |
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A.重物的质量过大 B.重物的体积过小 C.电源的电压偏低 D.重物及纸带在下落时受 到阻力 |
光电计时器是物理实验中经常用到的一种精密计时仪器,它由光电门和计时器两部分组成,光电门的一臂的内侧附有发光装置(发射激光的装置是激光二极管,发出的光束很细),如图中的A和A",另一臂的内侧附有接收激光的装置,如图中的B和B",当物体在它们之间通过时,二极管发出的激光被物体挡住,接收装置不能接收到激光信号,同时计时器就开始计时,直到挡光结束光电计时器停止计时,故此装置能精确地记录物体通过光电门所用的时间.现有一小球从两光电门的正上方开始自由下落,如图所示 (1)若要用这套装置来验证机械能守恒定律,则要测量的物理量有________(每个物理量均用文字和字母表示,如高度H) (2)验证机械能守恒定律的关系式为________________. |
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某同学设计了以下的实验来验证机械能守恒定律:在竖直放置的光滑的塑料米尺上套一个磁性滑块m,滑块可沿米尺自由下落。在米尺上还安装了一个连接了内阻很大数字电压表的多匝线框A,线框平面在水平面内,滑块可穿过线框,如图所示。把滑块从米尺的0刻度线处释放,记下线框所在的刻度h和滑块穿过线框时的电压U。改变h,调整线框的位置,多做几次实验,记录各次的h,U。 (1)如果采用图象法对得出的数据进行分析论证,用图线______(选填“U-h”或“U2-h”)更容易得出结论。 (2)影响本实验精确程度的因素主要是______(至少列举一点)。 |
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