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:164 题号:19994366
某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验的主要步骤如下:
   
①调整气垫导轨使之水平;
②用天平测量滑块(含遮光条)质量并记录为M
③测量遮光条宽度并记录为d
④将滑块放在气垫导轨上,通过轻质细绳与钩码连接,记录钩码总质量为m
⑤将滑块从A位置由静止释放后,光电计时器测量遮光条通过光电门的时间并记录为△t
⑥对测量数据进行分析,得出实验结论。
请回答下列问题。(已知当地的重力加速度大小为g
(1)用游标卡尺测量遮光条宽度如图乙所示,则d=________mm;步骤⑤中光电计时器记录的时间滑块经过光电门时的速度大小v=________m/s(结果保留三位有效数字)。
   
(2)用刻度尺测出滑块释放时遮光条到光电门之间的距离L,用光电计时器记录遮光条的遮光时间△t,改变滑块释放的位置,测出多组L数据。利用实验数据绘制出图像如图丙所示,若图线的斜率为k,则滑块的加速度大小a=________(用题中所给的字母表示)。
(3)若本实验中:mgL=________(用以上对应物理量的符号表示),则滑块与钩码组成的系统机械能守恒。

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【推荐1】用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V 的交流电和直流电两种,重物从高处由静止开始落下,重物拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。

(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的直流输出端上;
C.用天平测量出重物的质量;
D.释放悬挂纸带的夹子,接通电源开关打出一条纸带;
E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;
F.根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
其中没有必要进行的步骤是__________;操作不恰当的步骤是__________
(2)某同学做“验证机械能守恒定律”的实验时,实际计算出的重物的动能增量Ek与重物重力势能减少量Ep之间的大小关系,满足:Ek________Ep。(填“>”、“=”、“<”)
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【推荐2】在“验证机械能守恒定律”的一次实验中,质量m=1 kg的重物自由下落,在纸带上打出一系列的点(下图纸带上的所有点均为计时点,相邻计时点时间间隔为0.02 s),那么:

(1)实验中下列物理量中需要直接测量的量有_________,通过计算可得到的量有________(填字母序号);
A.重锤质量     B.重力加速度     C.重锤下落的高度     D.与下落高度相应的重锤的瞬时速度
(2)纸带的________ (填“P”或“C”,用字母表示)端与重物相连;
(3)打点计时器打下计时点B时,物体的速度vB=________m/s(保留到小数点后两位);
(4)从起点P到打下计时点B的过程中物体的重力势能减少量 ________J,此过程中物体动能的增加量______J;(g取9.8 m/s2保留到小数点后两位)
(5)通过计算表明数值上_______ (填“大于”“小于”或“等于”),这是因为____,实验的结论是:_________________
2016-12-08更新 | 1084次组卷
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【推荐3】某同学设计出如图甲所示的实验装置来验证“机械能守恒定律”,让小铁球从A点自由下落,下落过程中经过A点正下方的光电门B时,光电计时器记录下小球通过光电门的时间t,当地的重力加速度为g。回答下列问题:

(1)用游标卡尺测量铁球的直径。主尺示数(单位为cm)和游标的位置如图丙所示,则其直径为d=______mm。
(2)用游标卡尺测出小球的直径d和调整AB之间距离h,记录下小球通过光电门B的时间t,多次重复上述过程,作出h的变化图像如图乙所示。若小球下落过程中机械能守恒,该直线斜率为k0,但是在实验中根据数据实际绘出-h图像的直线斜率为kk<k0),则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力mg的比值_____(用kk0的表示)。
(3)实验中光电门测速原理是“用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度",但从严格意义上讲是不准确的,实际上钢球通过光电门的平均速度_____ (填 “>”或“<" )钢球球心通过光电门的瞬时速度,原因是_______________________
2021-12-18更新 | 198次组卷
共计 平均难度:一般