高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第五節(jié) 驗證機(jī)械能守恒定律自

1、驗證機(jī)械能守恒定律1實驗時，計時器電源頻率為50 Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.80 m/s2，測得所用重錘的質(zhì)量為1.00 kg，甲、乙、丙三位同學(xué)分別用同一裝置打出三條紙帶，量出各紙帶上第1、2兩點間的距離分別為1.8 mm、1.9 mm、2.5 mm.可以看出其中肯定有一個學(xué)生在操作上有錯誤，這位同學(xué)是_，操作錯誤是_若按實驗要求正確地選出紙帶進(jìn)行測量，量得連續(xù)3點A、B、C到第1點的距離分別是AO15.55 cm，BO19.20 cm，CO23.30 cm，計時器打下B點時，重錘重力勢能的減少量為_ J，重錘增加的動能是_ J.2在用“落體法”驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中：(1)所用重錘

2、的質(zhì)量m1.0 kg，打點計時器所用電源頻率為50 Hz，打下的紙帶如圖所示(圖中的數(shù)據(jù)為從起始點O到該點的距離)，則在打B點時，重錘的速度vB_ m/s，重錘的動能EkB_J，從開始下落到打B點時，重錘的勢能減少量是_J(取兩位有效數(shù)字)(2)根據(jù)紙帶算出各點的速度v，量出下落距離h，則以v2為縱軸，以h為橫軸，畫出的圖線應(yīng)是下圖所示中的()3(2010臨沂臥龍學(xué)校高一期中)一個物體由H高處自由下落，設(shè)地面為參考平面，當(dāng)物體的動能和重力勢能相等時，則物體所經(jīng)歷的時間為_4在利用打點計時器驗證自由下落的物體機(jī)械能守恒的實驗中，設(shè)物體在打O點時釋放打點計時器打A點時物體速度為v，如圖所示一同學(xué)在

3、實驗報告中填寫如下：v2.36 m/s，h27.73 cm，2.785 m2/s2，gh2.718 m2/s2由以上數(shù)據(jù)說明在誤差范圍內(nèi)兩者相等，故機(jī)械能守恒教師批閱：“數(shù)據(jù)非實驗所得！”老師作此批閱的理由是_5(2009廣州高一檢測)(1)為進(jìn)行“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗，有下列器材可供選擇：A鐵架臺 B打點計時器 C復(fù)寫紙 D紙帶E低壓交流電源F天平G秒表H導(dǎo)線I電鍵K米尺(1)上述器材不必要的是_(只填字母代號)，缺少的器材是_(2)實驗中下列物理量中需要直接測量的量有_，通過計算可得到的量有_(填字母序號)A重錘質(zhì)量B重力加速度C重錘下落的高度D與下落高度相應(yīng)的重錘的瞬時速度(3)質(zhì)

4、量m1 kg的重錘自由下落，在紙帶上打出一系列的點如圖所示，O為第一個點，A、B、C為相鄰的點，相鄰計數(shù)點的時間間隔為0.02 s，長度單位是cm，取g9.8 m/s2，求：a打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度vB_ m/s(保留兩位有效數(shù)字)；b從點O到打下計數(shù)點B的過程中，物體重力勢能的減少量Ep_ J，動能的增加量Ek_ J(保留兩位有效數(shù)字)6交流電的頻率如果不是50 Hz，也會給本實驗帶來誤差試就f50 Hz和f50 Hz兩種情況，討論實驗結(jié)果將出現(xiàn)的偏差7為了測定一根輕彈簧壓縮至最短時能儲存的彈性勢能大小，可以將彈簧固定在一帶有凹槽軌道一端，并將軌道固定在水平桌面邊緣上，如圖所示

5、用鋼球?qū)椈蓧嚎s至最短，最后突然釋放，鋼球?qū)⒀剀壍里w出桌面，實驗時，(1)需要測定的物理量為_(2)計算彈簧最短時彈性勢能的關(guān)系式是_8在驗證機(jī)械能守恒的實驗中，已知打點計時器打點間隔為T，某一組同學(xué)得到了一條如圖所示的紙帶，在填寫實驗報告時甲、乙兩個同學(xué)選擇不同的數(shù)據(jù)處理方法：甲同學(xué)測出了C點到第一點O的距離hOC，利用v2ghOC計算得到了C點的速度，然后驗證mghOC與mv相等乙同學(xué)測出了A、B、C、D各點到第一點O的距離hA、hB、hC、hD，利用vB、vC計算B、C點的速度，然后驗證了mg(hChB)與mvmv是否相等請你對甲、乙兩位同學(xué)的做法逐一分析，不合理之處提出完善方法參考答案

6、1解析：重物在第一個0.02 s內(nèi)下落的高度大于2 mm，說明打點計時器打下第一個點時重物已具有初速度答案：丙先放開紙帶后接通電源1.881.842解析：根據(jù)v得vB m/s0.79 m/sB點的動能為EkBmv×1×(0.79)2 J0.31 J重錘的勢能減少量為Epmgh1×9.8×32.4×103 J0.32 J因為mghmv2，故v2h，作出的v2h圖線應(yīng)為過原點的直線，正確選項為C.答案：(1)0.790.310.32(2)C3解析：由mv2mv2mgH得物體的動能和重力勢能相等時物體的速度v，又因vgt，所以t.答案：4解析：在本實

7、驗中，由于空氣阻力、摩擦力不可避免，所以重力勢能的減少量大于動能的增加量，或者說物體下落的實際加速度ag，所以實驗所測數(shù)據(jù)的實際結(jié)果應(yīng)是v2gh.而不是這位同學(xué)的v2gh.(這也是本實驗中為什么不用vgt來計算瞬時速度的原因所在)答案：見解析5解析：(1)要驗證mghmv2，即ghv2，不需測量m，不需要用天平， h用刻度尺測量，不需要秒表，另外還缺少重錘(2)能用器材直接測量的量有物體下落高度h，再經(jīng)計算可測量得到對應(yīng)h的速度大小(3)vB0.97 m/s，EpmghOB0.48 J，Ekmv0.47 J.答案：(1)F、G重錘(2)CD(3)0.970.480.476解析：當(dāng)f50 Hz時，實際打點周期大于0.02 s，利用vn時仍用0.02 s計算速度，使計算得到的動能偏大，有可能出現(xiàn)EkEp的情況當(dāng)f50 Hz時，實際打點周期小于0.02 s，計算速度時仍用0.02 s求，使計算得到的動能偏小，使EkEp的誤差更大答案：見解析7解析：(1)需要測定的物理量有：鋼球質(zhì)量m、桌面高度h、鋼球落點與飛出點的水平距離s.(2)彈簧最短時的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為鋼球平拋時的初動能，Epmv，而根據(jù)平拋運動規(guī)律有：hgt2，sv0t得，v0，故Epmv.答案：(1)鋼球質(zhì)量m、桌面高度h、鋼球落點與飛出點的水平距離s(2)Ep8解析：本題主要考查學(xué)生對驗證機(jī)械能守恒定律實驗