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目的、原理与器材
题型:实验题 难度:0.65 引用次数:912 题号:22914418
图为某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律的装置,实验的主要步骤有:

A.将气垫导轨放在水平桌面上并调至水平;
B.测出挡光条的宽度d
C.分别测出滑块与挡光条的总质量M及托盘与砝码的总质量m
D.将滑块移至图示位置,测出挡光条到光电门的距离L
E.由静止释放滑块,读出挡光条通过光电门的时间t
F.改变挡光条到光电门的距离,重复步骤DE,测出多组Lt。已知重力加速度为g,请回答下列问题:
(1)本实验中____________(填“需要”或“不需要”)满足m远小于M
(2)若某次测得挡光条到光电门的距离为L,挡光条通过光电门的时间为t,滑块由静止释放至光电门的过程,系统的重力势能减少了____________________;若系统机械能守恒,应满足____________________。(用实验步骤中各测量量符号表示)
(3)多次改变挡光条到光电门的距离,重复步骤DE,测出多组Lt,作出L的变化图像如图所示,图线为过坐标原点的直线,如果在误差允许的范围内当地的重力加速度大小为g=__________时,可以判断槽码带动滑块运动过程中机械能守恒。(用题中已知量和测得的物理量符号表示)

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【推荐1】一位同学为验证机械能守恒定律,利用光电门等装置设计了如下实验。使用的器材有:铁架台、光电门1和2、轻质定滑轮、通过不可伸长的细绳连接的钩码A和B(B左侧安装挡光片)。

实验步骤如下:
①如图1,将实验器材安装好,其中钩码A的质量比B大,实验开始前用一细绳将钩码B与桌面相连接,细绳都处于竖直方向,系统静止。
②用剪刀剪断钩码B下方的细绳,使B在A带动下先后经过光电门1和2,测得挡光时间分别为t1t2
③用螺旋测微器测量挡光片沿运动方向的宽度d,如图2,则d________mm。
④用挡光片宽度与挡光时间求平均速度,当挡光片宽度很小时,可以将平均速度当成瞬时速度。
⑤用刻度尺测量光电门1和2间的距离LLd)。
⑥查表得到当地重力加速度大小为g
⑦为验证机械能守恒定律,请写出还需测量的物理量(并给出相应的字母表示)________,用以上物理量写出验证方程_________
⑧实验结果显示,重力势能的减少量略大于动能的增加量,请写出一条产生误差的原因_________
2021-09-28更新 | 343次组卷
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【推荐2】在用图甲所示实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz(打点计时器每隔0.02s打一次点),当地的重力加速度,测得所用的重物的质量为500g,实验中得到一条点迹清晰的纸带,如图乙所示,把第一个点记作O(认为打O点时重物下落的速度为0),另取连续的4个点ABCD作为测量的点,经测量知道,ABCD各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm。

(1)根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能减少量等于____J,动能的增加量等于_____J(结果保留3位有效数字)。
(2)请写出两个实验中应注意的事项:
_______________
_______________
2016-12-08更新 | 93次组卷
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【推荐3】利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨,导轨上A点处由一带长方形遮光条的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连,遮光板两条长边与导轨垂直,导轨上B点有一光电门,可以测量遮光板经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光板的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动。

(1)滑块通过B点的瞬时速度可表示为_________
(2)某次实验测得倾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时mM组成的系统动能增加量可表示为ΔEk=_________。系统的重力势能减少量可表示为ΔEp=_______。在误差允许的范围内,若ΔEkEp则认为系统的机械能守恒。
(3)在上次实验中,某同学改变A、B间的距离,作出的图像如图所示,并测得M=m,则重力加速度g=__________m/s2

2021-07-31更新 | 708次组卷
共计 平均难度:一般