为验证物体自由落体过程中的机械能守恒,某同学利用DIS设计了一个实验,实验装置如图甲所示,A为电磁铁,B为光电门,有一直径为d、质量为m的金属小球通过电磁铁从A处由静止释放,下落过程中能通过A处正下方固定于B处的光电门,测得A、B间的高度差为H,光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t,当地的重力加速度为g,且小球直径d远小于H.则:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/11/4bfce205-2be3-46fc-bcca-4f16c250a7df.png?resizew=394)
(1)用螺旋测微器测得小球的直径d如图乙所示,则d=________ mm;
(2)若小球经过光电门的时间t=0.00251s,则速度vB=________ m/s(结果保留两位有效数字);
(3)多次改变H,重复上述实验,作出
-H图象如图丙所示,若小球下落过程中机械能守恒,则图线斜率k=________ (用已知量g、d表示);
(4)实验发现小球动能增加量△Ek总是稍小于重力势能减少量△Ep,增加下落高度后,重力势能减少量与动能增加量的差值△Ep-△Ek将_______ (选填“增加”“减少”或“不变”).
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(1)用螺旋测微器测得小球的直径d如图乙所示,则d=
(2)若小球经过光电门的时间t=0.00251s,则速度vB=
(3)多次改变H,重复上述实验,作出
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fdcd907def6b005fb256f20338f14ff.png)
(4)实验发现小球动能增加量△Ek总是稍小于重力势能减少量△Ep,增加下落高度后,重力势能减少量与动能增加量的差值△Ep-△Ek将
更新时间:2019-09-23 08:42:21
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【推荐1】如图所示,某兴趣小组利用气垫导轨实验装置验证钩码、滑块、遮光条等组成的系统机械能守恒,主要实验步骤如下:
A.将气垫导轨放在水平桌面上,将导轨调至水平
B.用游标卡尺测出遮光条宽度d
C.用天平测出遮光条和滑块总质量M,钩码质量m
D.安装实验器材并将滑块移至A位置,测出遮光条到光电门B的距离L
E.释放滑块,读出遮光条通过光电门的遮光时间t
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/3/1c6cb1c6-f9d7-451f-855d-9493f5029e2e.png?resizew=305)
(1)为了减小实验误差,下面说法正确的是______ ;
A.遮光条和滑块的总质量M要远大于钩码质量m
B.遮光条的宽度要适当小
C.本实验要选用不可伸长的轻绳
(2)当满足______ 关系时(用给出的物理量表示),则验证了该系统机械能守恒。
A.将气垫导轨放在水平桌面上,将导轨调至水平
B.用游标卡尺测出遮光条宽度d
C.用天平测出遮光条和滑块总质量M,钩码质量m
D.安装实验器材并将滑块移至A位置,测出遮光条到光电门B的距离L
E.释放滑块,读出遮光条通过光电门的遮光时间t
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(1)为了减小实验误差,下面说法正确的是
A.遮光条和滑块的总质量M要远大于钩码质量m
B.遮光条的宽度要适当小
C.本实验要选用不可伸长的轻绳
(2)当满足
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【推荐2】在验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1kg的重锤自由下落,在纸带上打出一系列的点,如图所示,相邻计数点的时间间隔为0.02s,长度单位:cm,当地的重力加速度g=9.80m/s2,那么:
(1)纸带的_______ 端与重物相连(填“左”或“右”);
(2)从起点O到打下计数点B的过程中,重力势能的减小量为![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4ae63a98c927548dfe3013ca2141e1b0.png)
______ J,物体动能的增加量![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a832df61453cd7b2509194272a9a1064.png)
________ J(均取两位有效数字)。
(1)纸带的
(2)从起点O到打下计数点B的过程中,重力势能的减小量为
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【推荐3】在《验证机械能守恒定律》的实验中
(1)有下列器材可供选择:铁架台,电磁打点计时器,复写纸,纸带,天平,秒表,导线,其中不必要的器材是________ ,还缺少的器材是________ ;
(2)关于本实验的操作,以下说法错误的是________ ;
A.实验时,应先松开纸带使重锤下落,再接通电源
B.选点迹清晰,且第1、2两点间间距接近2mm的纸带进行测量
C.必须用天称出重锤的质量,以便计算锤的动能和重力势能
D.为了减少实验误差,重锤的质量应大些,体积尽量小些
(1)有下列器材可供选择:铁架台,电磁打点计时器,复写纸,纸带,天平,秒表,导线,其中不必要的器材是
(2)关于本实验的操作,以下说法错误的是
A.实验时,应先松开纸带使重锤下落,再接通电源
B.选点迹清晰,且第1、2两点间间距接近2mm的纸带进行测量
C.必须用天称出重锤的质量,以便计算锤的动能和重力势能
D.为了减少实验误差,重锤的质量应大些,体积尽量小些
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【推荐1】在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,查得当地的重力加速度g=9.8m/s2,某同学选择了一条理想的纸带,用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图所示,图中O点是打点计时器打出的第一个点,A、B、C、D分别是每打两个点取的计数点,则重物由O点运动到B点时(重物质量为mkg)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/10/c469634f-abc1-478b-913e-a15389ca50e1.png?resizew=307)
(1)重力势能的减少量是________ J动能的增加量是________ J;
(2)根据计算的数据得出的结论:____________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/10/c469634f-abc1-478b-913e-a15389ca50e1.png?resizew=307)
(1)重力势能的减少量是
(2)根据计算的数据得出的结论:
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【推荐2】某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔0.05 s闪光一次,图中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8 m/s2,小球质量m=0.2 kg,结果保留三位有效数字):
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/4/12/2698115482107904/2698223747375104/STEM/9319e248-222a-4b2d-8c12-32dac4ae6694.png?resizew=121)
(1)由频闪照片上的数据计算t4时刻小球的速度v4=___________ m/s。
(2)从t2到t5时间内,动能减少量ΔEk=___________ J,重力势能增加量ΔEp=___________ J 。
(3)在误差允许的范围内,若ΔEp与ΔEk近似相等,从而验证了机械能守恒守律。由上述计算得ΔEk___________ ΔEp(选填“>”“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/4/12/2698115482107904/2698223747375104/STEM/9319e248-222a-4b2d-8c12-32dac4ae6694.png?resizew=121)
时刻 | t2 | t3 | t4 | t5 |
速度/ | ||||
(m/s) | 5.59 | 5.08 | 4.08 |
(2)从t2到t5时间内,动能减少量ΔEk=
(3)在误差允许的范围内,若ΔEp与ΔEk近似相等,从而验证了机械能守恒守律。由上述计算得ΔEk
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【推荐3】某同学验证“重锤做自由落体运动过程中机械能守恒”的实验,不慎将一条选择好的纸带的前面一部分破坏了,只能研究中间某过程机械能是否守恒.如图所示,相邻两个计数点间还有一个点未画出,用刻度尺测出各计数点之间的距离:S1=2.80cm,S2=4.40cm,S3=5.95cm,S4=7.55cm,S5=9.05cm.已知打点计时器工作频率为50Hz,重锤的质量为1kg,重力加速度g=10m/s2.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/4/681665e7-d8cb-4e53-be28-6fe49b85b2f0.png?resizew=410)
利用以上纸带可以求出在打第2个点到第5个点的过程中重锤重力势能的减少量为__________ J,重锤动能的增加量为___________ J(计算结果均保留3位有效数字).
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/4/681665e7-d8cb-4e53-be28-6fe49b85b2f0.png?resizew=410)
利用以上纸带可以求出在打第2个点到第5个点的过程中重锤重力势能的减少量为
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【推荐1】利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验.下列说法正确的是________ .
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/20/1928247213375488/1930051156492288/STEM/fedbb25350a74734950aa62cb63b40d1.png?resizew=119)
A.为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量
B.为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的速度变化量和高度变化量
C.大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是存在空气阻力和摩擦阻力对实验的影响
D.大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是没有采用多次实验取平均值的方法
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/20/1928247213375488/1930051156492288/STEM/fedbb25350a74734950aa62cb63b40d1.png?resizew=119)
A.为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量
B.为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的速度变化量和高度变化量
C.大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是存在空气阻力和摩擦阻力对实验的影响
D.大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是没有采用多次实验取平均值的方法
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【推荐2】在“验证机械能守恒”的实验中,有下述A至F六个步骤:
A.将打点计时器竖直固定在铁架台上
B.接通电源,再松开纸带,让重物自由下落
C.取下纸带,更换新纸带,重新做实验
D.将重物固定在纸带的一端,让纸带穿过打点计时器,用手提着纸带,让重物靠近打点计时器
E.选择一条纸带,用刻度尺测出物体下落的高度h1、h2、h3、……
.,计算出对应的瞬时速度
、
、
、…、![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aa08e0ffe553c48c67d37cda26b46a4a.png)
F.分别计算出
和
,在误差范围内看是否相等
(1)以上实验步骤按合理的操作步骤排序应是________________________
(2)计算表明,总有![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/92ef17de952d246a4948d36414d9abba.png)
____
(填“>” “=”或“<”),原因是____________ .
A.将打点计时器竖直固定在铁架台上
B.接通电源,再松开纸带,让重物自由下落
C.取下纸带,更换新纸带,重新做实验
D.将重物固定在纸带的一端,让纸带穿过打点计时器,用手提着纸带,让重物靠近打点计时器
E.选择一条纸带,用刻度尺测出物体下落的高度h1、h2、h3、……
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2c551ba74a426a075bf247cd465cf0e2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f44c235d8b49207ad3f2d77dc5d6cf20.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/814f55724f7ee57bd395eb3b95393c68.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03f6ccbb4c090d2e66cda9e5acf44458.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aa08e0ffe553c48c67d37cda26b46a4a.png)
F.分别计算出
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/92ef17de952d246a4948d36414d9abba.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d32ac61e6ba63098eeb97b012cfd60c.png)
(1)以上实验步骤按合理的操作步骤排序应是
(2)计算表明,总有
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/92ef17de952d246a4948d36414d9abba.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d32ac61e6ba63098eeb97b012cfd60c.png)
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实验题
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较易
(0.85)
名校
【推荐3】如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律,该装置中的打点计时器所接交流电源频率是50Hz。
(2)按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有______。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/5/20/a11cbb92-41f6-454c-b128-210004f486ff.png?resizew=460)
(3)用刻度尺测得图中EG的距离是8.30cm,则可得重物在F点的速度大小是______ m/s。(计算结果保留三位有效数字)
A.精确测量出重物的质量 |
B.两限位孔在同一竖直线上 |
C.重物选用质量和密度较小的 |
D.释放重物前,重物离打点计时器下端远些 |
(2)按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有______。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/5/20/a11cbb92-41f6-454c-b128-210004f486ff.png?resizew=460)
A.AE和DF的长度 | B.OE和DF的长度 |
C.OA、OB和OG的长度 | D.AC、BF和EG的长度 |
(3)用刻度尺测得图中EG的距离是8.30cm,则可得重物在F点的速度大小是
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