第五章实验四验证机械能守恒定律.pdf

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1、第五章 实验六 验证机械能守恒定律 知能演练场 1下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中，正确的是 ()A重物质量的称量不准会造成较大误差 B重物质量选用得大些，有利于减小误差 C重物质量选用得较小些，有利于减小误差 D纸带下落和打点不同步会造成较大误差 解析：从需要验证的关系式 ghnvn22看，与质量无关，A 错误当重物质量大一些时，空气阻力可以忽略，B 正确，C 错误纸带先下落而后打点，此时，纸带上最初两点的点迹间隔较正常时略大，用此纸带进行数据处理，其结果是重物在打第一个点时就有了初动能，因此重物动能的增加量比重物重力势能的减少量大，D 正确 答案：BD 2在“验证机械能

2、守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为 50 Hz，查得当地重力加速度 g9.80 m/s2，测得所用的重物的质量为 1.00 kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带(如图实49 所示)，把第一个点记作 O，另选连续的四个点 A、B、C、D 作为测量的点 经测量知道 A、B、C、D 各点到 O 点的距离分别为 62.99 cm,70.18 cm,77.76 cm,85.73 cm.根据以上数据，可知重物由 O 点运动到 C 点，重力势能的减少量等于_ J，动能的增加量等于_J(取三位有效数字)图实49 解析：根据测量数据，重物从 O 点运动到 C 点下落的高度 h0.7776 m，故重

3、力势能减 少量 Epmgh1.009.800.7776 J7.62 J 重物动能的增加量 Ek12mvC212mv02 根据实验情况，重物在 O 点的速度 v00，C 点的速度 vC等于重物从 B 点到 D 点这一 段时间 t2150 s 内的平均速度由实验数据可得 vCBDt0.85730.7018 21/50 m/s3.8875 m/s 重物的动能增加量 Ek12mvC2121.003.88752 J7.56 J.答案：7.62 7.56 3关于验证机械能守恒定律实验，下面列出一些实验步骤：A用天平称出重物和夹子质量 B将重物系在夹子上 C将纸带穿过打点计时器的限位孔，上端用手提着，下端夹

4、上系住重物的夹子，再把纸带向上拉，让夹子靠近打点计时器，处于静止状态 D把打点计时器接在学生电源的交流输出端，把输出电压调到 6 V(电源不接通)E把打点计时器用铁夹固定放到桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直面内 F在纸带上选取两个点，进行测量并记录数据 G用秒表测出重物下落的时间 H接通电源，待计时器打点稳定后释放纸带 I切断电源 J更换纸带，重新进行两次实验 K在三条纸带中选出较好的一条 L进行计算，得出结论，完成实验报告 M拆下导线，整理器材 对于本实验以上步骤中，不必要的有_；正确步骤的合理顺序是_(填写代表字母)解析：根据实验原理和操作步骤可知不必要的有 A、G；正确步骤的合理顺

5、序是 E、D、B、C、H、I、J、K、F、L、M.答案：A、G EDBCHIJKFLM 4用落体法“验证机械能守恒定律”的实验中：(g 取 9.8 m/s2)(1)运用公式12mv2mgh 时对实验条件的要求是_为此目的，所选择的纸带第 1、2 两点间的距离应接近_(2)若实验中所用重物质量 m1 kg，打点纸带如图实410 所示，打点时间间隔为 0.02 s，则记录 B 点时，重物速度 vB_，重物动能 Ek_；从开始下落起至B点，重 物 的 重 力 势 能 减 小 量 是 _，由 此 可 得 出 的 结 论 是_ 图实410(3)根据纸带算出各点的速度 v，量出下落距离 h，则以v22为纵

6、轴，以 h 为横轴画出的图象应是图实411 中的 ()图实411 解析：(1)自由下落的物体在第一个 0.02 s 内，下落距离 h12gt22 mm(2)vBhAC2T(31.47.8)10320.02 m/s0.59 m/s Ek12mvB21210.592 J0.174 J Epmgh19.817.9103 J0.175 J.答案：(1)自由下落的物体 2 mm(2)0.59 m/s 0.174 J 0.175 J 在实验误差允许的范围内，动能的增加量等于重力势能的减少量(3)C 5光电计时器是物理实验中经常用到的一种精密计时仪器，它由光电门和计时器两部分组成，光电门的一臂的内侧附有发光

7、装置(发射激光的装置是激光二极管，发出的光束很细)，如图实412 中的 A 和 A，另一臂的内侧附有接收激光的装置，如图实412 中的 B 和 B，当物体在它们之间通过时，二极管发出的激光被物体挡住，接收装置不能接 收到激光信号，同时计时器就开始计时，直到挡光结束光电计时器停止计时，故此装置能精确地记录物体通过光电门所用的时间现有一小球从两光电门的正上方开始自由下落，如图实412 所示 图实412(1)若 要 用 这 套 装 置 来 验 证 机 械 能 守 恒 定 律，则 要 测 量 的 物 理 量 有_(每个物理量均用文字和字母表示，如高度 H)(2)验证机械能守恒定律的关系式为_ 解析：本

8、实验是围绕机械能守恒定律的验证设计的，关键是速度的测定，本题改打点计时器测量速度为光电门测量由于本装置可记录小球通过光电门的时间 t，则将小球的直径 D 除以 t，即可求出小球经过光电门的速度，若再测出两光电门间相距的高度 H，即可验证机械能守恒定律(1)需要测量的物理量有：小球直径 D，两光电门间的竖直高度 H，小球通过上、下两光电门的时间 t1、t2.则小球通过上、下两光电门处的速度分别为Dt1、Dt2.(2)验证守恒关系式为：12m(Dt2)212m(Dt1)2mgH，化简得：D2t22D2t122gH.答案：(1)小球直径 D、两光电门间的竖直高度 H、小球通过上、下两光电门的时间 t1、t2(2)D2t22D2t122gH