某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。绳和滑轮的质量忽略不计,轮与轴之间的摩擦忽略不计。(1)实验时,该同学进行了如下操作:
①用天平分别测出物块A、B的质量m1和m2(A的质量含遮光片):
②用20分度游标卡尺测量遮光片的挡光宽度d,示数如图乙所示,游标卡尺的示数为______ mm;
③将重物A、B用轻绳按图甲示连接,跨放在轻质定滑轮上,一个同学用手托住重物B,另一个同学测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离h,之后释放重物B使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为,则重物A速度的大小为______ ,重物B速度的大小为______ 。
(2)要验证系统(重物A、B)的机械能守恒,应满足的关系式为______ (用质量m1、m2,重力加速度为g,遮光片经过光电门的时间为,遮光片的宽度d和距离h表示)。
①用天平分别测出物块A、B的质量m1和m2(A的质量含遮光片):
②用20分度游标卡尺测量遮光片的挡光宽度d,示数如图乙所示,游标卡尺的示数为
③将重物A、B用轻绳按图甲示连接,跨放在轻质定滑轮上,一个同学用手托住重物B,另一个同学测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离h,之后释放重物B使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为,则重物A速度的大小为
(2)要验证系统(重物A、B)的机械能守恒,应满足的关系式为
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更新时间:2023-02-24 07:30:51
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【知识点】 验证机械能守恒定律的实验步骤与数据处理
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【推荐1】某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律时,所用交流电源的频率为f=50Hz,得到如图乙所示的纸带。选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出点A距起点O的距离为,点A、C间的距离,点C、E间的距离为,g取9.8,测得重物的质量为。
(1)下列做法正确的有__________ 。
A.图甲中两限位孔必须在同一竖直线上
B.实验前,手应提住纸带上端,使纸带竖直
C.实验时,先释放纸带,再接通打点计时器的电源
D.数据处理时,应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
(2)选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律,重物减少的重力势能是__________ J,打下C点时重物的速度大小是__________ m/s(结果保留三位有效数字)。
(3)多次实验发现重物减少的重力势能总是略大于增加的动能,产生这一现象的原因是:_________ 。
(1)下列做法正确的有
A.图甲中两限位孔必须在同一竖直线上
B.实验前,手应提住纸带上端,使纸带竖直
C.实验时,先释放纸带,再接通打点计时器的电源
D.数据处理时,应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
(2)选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律,重物减少的重力势能是
(3)多次实验发现重物减少的重力势能总是略大于增加的动能,产生这一现象的原因是:
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【推荐2】气垫导轨上相隔一定距离的两处安装有两个光电传感器A、B,AB间距为L,滑块P上固定一遮光条,P与遮光条的总质量为M,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图像:
(1)实验前,按通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的________ (选填“>”、“=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平;
(2)用螺旋测微器测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则________ mm;
(3)将滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图像如图乙所示。利用测定的数据,当关系式________ 成立时,表明在上述过程中,滑块和钩码组成的系统机械能守恒。(重力加速度为g,用题中给定的物理量符号表达)
(1)实验前,按通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的
(2)用螺旋测微器测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则
(3)将滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图像如图乙所示。利用测定的数据,当关系式
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【推荐3】如图1所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可验证机械能守恒定律。
(1)下列哪些操作或做法是必要的______ (填序号)
A.先接通电源后释放纸带
B.重物的体积应尽可能大些
C.必须要称出重物和夹子的质量
D.将连着重物的纸带穿过限位孔,用手提住纸带,且让纸带保持竖直
(2)安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图2所示(其中一段纸带图中未画出)。图中O点为打出的起始点,且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点,测出A、B、C、D、E、F、G点到O点的距离h记录在表格中、已知打点计时器打点周期为T=0.02s。由此可计算出物体下落到各点时的瞬时速度v,其中D点的瞬时速度vD=______ m/s(结果保留三位有效数字),并依据下表所给数据在给定的坐标纸上作出图像______ 。
(3)已知当地重力加速度,根据画出的图像判断机械能是否守恒并说出判定的依据:______
(4)若实验中阻力的存在不可忽略,验证时将发现物体重力势能的减少量将______ (选填“大于”、“等于”或“小于”)物体动能的增加量。
(1)下列哪些操作或做法是必要的
A.先接通电源后释放纸带
B.重物的体积应尽可能大些
C.必须要称出重物和夹子的质量
D.将连着重物的纸带穿过限位孔,用手提住纸带,且让纸带保持竖直
(2)安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图2所示(其中一段纸带图中未画出)。图中O点为打出的起始点,且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点,测出A、B、C、D、E、F、G点到O点的距离h记录在表格中、已知打点计时器打点周期为T=0.02s。由此可计算出物体下落到各点时的瞬时速度v,其中D点的瞬时速度vD=
计数点 | A | B | C | D | E | F | G |
9.60 | 12.52 | 15.88 | 19.60 | 23.72 | 28.20 | 33.10 | |
/ | 1.57 | 1.77 | 2.15 | 2.35 | / | ||
/ | 2.46 | 3.13 | 4.62 | 5.50 | / |
(4)若实验中阻力的存在不可忽略,验证时将发现物体重力势能的减少量将
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