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:0.4 引用次数:346 题号:20744584
阿特伍德机的示意图如图所示,物块A(左侧固定有挡光片)与物块B用轻绳连接后,跨放在定滑轮上,某同学经过思考决定先利用该装置来验证机械能守恒定律。

(1)他先用螺旋测微器测得挡光片的宽度d,读数为_________mm。然后用托盘天平测量物块A(含挡光片)与物块B的质量分别为mAmB(已知当地的重力加速度大小为g
(2)他先用手让A和B两物体如图静止在空中,松手后B下降,A上升。A上升h高度时与光电门传感器相连的数字计时器记录下挡光片过光电门的挡光时间,该同学只要验证表达式____________成立,则证明系统机械能守恒。(用(1)(2)中所给物理量符号表示)。
(3)做完上述实验后该同学想利用上述装置验证动量守恒定律。先利用黏性极好的橡皮泥(作为配重)使物块A(含挡光片)与物块B的质量相等。
(4)接着该同学让粘上橡皮泥后的物块A(含挡光片)放在桌面上处于静止状态,物块B悬吊在空中静止,之后将物块B从静止位置沿竖直方向提升H后由静止释放,一段时间后与光电门传感器相连的数字计时器记录下挡光片挡光的时间为t,已知当地的重力加速度大小为g,则轻绳绷紧前瞬间物块B的速度大小为
_________(用(4)中所给物理量符号表示)。
(5)实验中使物块A(含挡光片)粘上橡皮泥与物块B的质量相等的目的是轻绳绷紧后,粘上橡皮泥后的物块A(含挡光片)与物块B一起做_________(填“匀加速”、“匀速”或“匀减速”)运动。该同学需要验证轻绳绷紧过程中动量守恒的表达式为__________(用题中所给物理量符号表示)。

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【推荐1】一学生小组利用给定的器材验证机械能守恒定律,步骤如下:
(1)分别测量给定的两物块的质量,质量大的为物块1,其质量记为;质量小的为物块2,其质量记为
(2)按图(a)所示组装器材:物块1、2由跨过轻质定滑轮的细绳连接:物块2下端与打点计时器纸带相连,初始时,托住物块1,两物块保持静止,且纸带竖直绷紧,打点计时器所用的交流电源频率为,相邻两次打点的时间间隔记为

(3)接通打点计时器的电源,释放物块1,两物块开始运动,打出的纸带中的一段经整理后如图(b)所示,每两个相邻的点之间还有4个打出的点未画出,将相邻点的间距依次记为,测量并记下它们的大小;
(4)利用上述表示各物理量的符号和重力加速度的大小g完成下列填空:在打出图(b)中B点时,物块的运动速度大小为______;从打出B点到打出E点,系统动能增加量为______,系统的重力势减少量为______
(5)该小组的实测数据为,取,则______J,______J,两者的相对偏差_______,如果,则可认为本实验验证了机械能守恒定律。(结果均保留2位有效数字)
(6)写出一条本实验产生实验误差的原因:_______
2023-02-24更新 | 3074次组卷
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【推荐2】某同学用如图(a)所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮,轻绳两端分别连接物块P与感光细钢柱K,两者质量均为,钢柱K下端与质量为的物块Q相连。铁架台下部固定一个电动机,电动机竖直转轴上装一支激光笔,电动机带动激光笔绕转轴在水平面内匀速转动,每转一周激光照射在细钢柱表面时就会使细钢柱感光并留下痕迹。初始时P、K、Q系统在外力作用下保持静止,轻绳与细钢柱均竖直。重力加速度g

(1)开启电动机,待电动机以的角速度匀速转动后。将P、K、Q系统由静止释放,Q落地前,激光器在细钢柱K上留下感光痕迹,取下K,用刻度尺测出感光痕迹间的距离如图(b)所示。感光痕迹间的时间间隔________,激光束照射到E点时,细钢柱速度大小为________(计算结果保留3位有效数字)。

经判断系统由静止释放时激光笔光束恰好经过O点。在OE段,系统动能的增加量________,重力势能的减少量________,比较两者关系可判断系统机械能是否守恒。(计算结果均保留3位有效数字)
(2)选取相同的另一感光细钢柱K,若初始时激光笔对准K上某点,开启电动机的同时系统由静止释放,电动机的角速度按如图(c)所示的规律变化,图像斜率为k,记录下如图(d)所示的感光痕迹,其中两相邻感光痕迹间距均为d。若验证得到表达式________即可证明系统在运动过程中机械能守恒(用含字母Mmdkg的表达式表示)。

2024-05-21更新 | 389次组卷
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【推荐3】物理实验课上,老师与同学们一起研究了重锤下落过程中机械能守恒的问题,课后老师请同学们分小组设计实验继续研究:

(1)甲小组同学想用如图1所示装置验证机械能守恒定律,将力传感器固定在天花板上,细线一端系着小球,一端连在力传感器上,将小球拉至水平位置从静止释放,到达最低点时力传感器显示的示数为。已知小球质量为,当地重力加速度为
在误差允许范围内,当满足关系式_________________时,可验证机械能守恒。
(2)乙小组认为机械能也包含弹性势能,于是用如图2所示装置进行验证机械能守恒定律。已知重力加速度为,实验步骤如下:

a、如图2甲所示,先把弹簧平放在光滑的水平面上,左端固定,用弹簧测力计多次水平向右拉伸弹簧,用刻度尺测出弹簧的长度,并读出对应的拉力,画出弹簧弹力与长度的函数关系图象如图2乙所示,则弹簧的劲度系数为______,弹簧长度为时,弹簧弹性势能大小为______。(取弹簧原长时弹性势能为零)
b、如图2丙所示,用质量为的小球压缩弹簧,当弹簧长度为时,将小球由静止释放,小球脱离弹簧后从光滑水平面水平抛出,落在地面上,测得下落高度为,落地点到水平面右侧边缘的水平距离为,若满足关系式______(用字母表示),则可“验证机械能守恒定律”。
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