组卷网 > 高中物理综合库 > 物理实验 > 力学实验 > 验证机械能守恒定律 > 验证机械能守恒定律的实验步骤与数据处理
题型:实验题 难度:0.65 引用次数:10503 题号:16109106
某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律,实验装置如图1所示。弹簧的劲度系数为k,原长为L0,钩码的质量为m。已知弹簧的弹性势能表达式为,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量,当地的重力加速度大小为g

(1)在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置,测得此时弹簧的长度为L。接通打点计时器电源。从静止释放钩码,弹簧收缩,得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示,纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T(在误差允许范围内,认为释放钩码的同时打出A点)。从打出A点到打出F点时间内,弹簧的弹性势能减少量为______,钩码的动能增加量为______,钩码的重力势能增加量为______

(2)利用计算机软件对实验数据进行处理,得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系,如图3所示。由图3可知,随着h增加,两条曲线在纵向的间隔逐渐变大,主要原因是______

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实验题 | 适中 (0.65)
【推荐1】如图1所示,是利用自由落体运动装置进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器连接50Hz的交流电。

(1)关于本实验说法正确的是( )
A.选用较小密度材料制成的重锤
B.实验需要用天平测量物体的质量
C.将纸带沿竖直方向穿过限位孔
D.可以用计算瞬时速度
(2)甲同学按照正确的实验步骤操作后,选出一条纸带如图2所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,ABC为三个计数点,用刻度尺测得,在计数点ABBC之间还各有一个点。已知重物质量为1.0kg,,则OB段对应的重物重力势能的减少量=______J,重物的动能增加量=______J。(结果均保留三位小数)
(3)乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后,利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以为纵轴画出了如图3所示的图线。由于图线没有过原点,他又检查了几遍,发现测量和计算都没有出现问题,其错误操作可能是______
2023-09-04更新 | 54次组卷
实验题 | 适中 (0.65)
【推荐2】用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始下落,重锤拖着纸带通过打点计时器,打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度为g

(1)某同学列举实验中用到的实验器材:铁架台、打点计时器、纸带、交流电源、导线、重锤、天平、刻度尺。其中不必要的是___________
(2)如图乙所示,根据打出的纸带,选取纸带上连续的五个点ABCDE,通过测量并计算出点A距起始点O的距离为s0AC间的距离为s1CE间的距离为s2。若相邻两点的打点时间间隔为T,重锤质量为m,根据这些条件计算重锤从释放到下落OC距离时重力势能减少量=___________,动能增加量=___________;在实际计算中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能,其主要原因是___________
(3)如果以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的图线应是下列图中的___________
A. B. C. D.
2022-02-07更新 | 114次组卷
实验题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐3】在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器打点周期为T,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5个点ABCDE,测出A点距起始点的距离为,点AC间的距离为,点CE间的距离为已知重锤的质量为m,当地的重力加速度为g,则起始点O到打下C点的过程中:

①重锤重力势能的减少量为_____
②重锤在C点时的瞬时速度______,动能的增加量为______
③正常来说_____(填“>”、“<”或“=”)。
2022-01-07更新 | 88次组卷
共计 平均难度:一般