- 验证机械能守恒定律
- 共87题
11.某同学用如题11-1图所示的装置验证机械能守恒定律。一根细线系住钢球,悬挂着铁架台上,钢球静止于A点,光电门固定在A的正下方。在钢球底部竖直地粘住一片宽带为d的遮光条。将钢球拉至不同位置由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间t时由计时器测出,取作为钢球经过A点时的速度。记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t,计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk,就能验证机械能是否守恒。学科&网
(1)ΔEp=mgh计算钢球重力势能变化的大小,式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到 ▲ 之间的竖直距离.A.钢球在A点时的顶端 B.钢球在A点时的球心C.钢球子A点时的底端
(2)用ΔEk=计算钢球动能变化的大小,用刻度尺测量遮光条宽度,示数如题11-2图所示,其读数
为cm.某次测量中,计时器的示数为0.0100 s,则钢球的速度为v=m/s.
(3)下表为该同学的实验结果:
他发现表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异,认为这是由于空气阻力造成的.你是否同意他的观点?请说明理由.
(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议.
正确答案
(1)B (2)1.50 1.50 (3)不同意,因为空气阻力会造成ΔEk小于ΔEp,但表中ΔEk大于ΔEp;(4)分别测出光电门和球心到悬点的长度为L和l,计算ΔEk时,将v折算成钢球的速度
.
知识点
27.实验题。在“用DIS研究机械能守恒定律”的实验中,用到的传感器是 传感器。若摆锤直径的测量值大于其真实值会造成摆锤动能的测量值偏 。(选填:“大”或“小”)。
正确答案
光电门;大
解析
实验中用DIS测出的应为小球在各点时的动能,故应用到光电门传感器,而小球充当档光片的作用;
依据平均速度等于中时刻的瞬时速度,从而可求得摆锤的瞬时速度,
若摆锤直径的测量值大于其真实值,那么导致摆锤的瞬时速度偏大,则摆锤动能的测量值也偏大.
考查方向
解题思路
要使求得动能则应测出小球在各点时的速度,则应用到光电门传感器,小球充当遮光片;根据平均速度等于中时刻的瞬时速度,从而可求得摆锤的瞬时速度,依据减小的重力势能转化为增加的动能
易错点
结合实验的原理进行分析,从而找出符合该实验的原理,注意借助平均速度来求解瞬时速度
知识点
某同学用如题11–1图所示的装置验证机械能守恒定律.一根细线系住钢球,悬挂在铁架台上,钢球静止于A点,光电门固定在A的正下方.在钢球底部竖直地粘住一片宽带为d的遮光条.将钢球拉至不同位置由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出,取作为钢球经过A点时的速度.记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t,计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk,就能验证机械能是否守恒.
13.用ΔEp=mgh计算钢球重力势能变化的大小,式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到 。之间的竖直距离.A.钢球在A点时的顶端 B.钢球在A点时的球心C.钢球在A点时的底端
14.用ΔEk=计算钢球动能变化的大小,用刻度尺测量遮光条宽度,示数如题11–2图所示,其读数为 。 cm.某次测量中,计时器的示数为0.0100 s,则钢球的速度为v= m/s.
15.下表为该同学的实验结果:
他发现表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异,认
为这是由于空气阻力造成的.你是否同意他的观点?请说明理由.
16.请你提出一条减小上述差异的改进建议.
正确答案
B
解析
小球下落的高度为初末位置球心间的距离,所以选B;
考查方向
解题思路
小球下落的高度h是初末位置球心之间的高度差;
易错点
高度差容易计算错误
正确答案
1.50(1.49~1.51都算对) 1.50(1.49~1.51都算对)
解析
由题图知读数为1.50cm,小球的速度为,代入数据解得v=1.50m/s;
考查方向
解题思路
掌握刻度尺读数的方法,需估读一位;根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出最低点小球的速度;
易错点
瞬时速度的计算
正确答案
不同意,因为空气阻力会造成ΔEk小于ΔEp,但表中ΔEk大于ΔEp.
解析
若是空气阻力造成的,则ΔEk小于ΔEp,根据表格数据知ΔEk大于ΔEp,故不是空气阻力造成的.
考查方向
解题思路
根据动能表达式,从而得出动能的量增加,再结合下降的高度求出重力势能的减小量.
结合实验的装置与实验的原理,分析误差产生的原因,从而提出建议
易错点
机械能守恒的理解
正确答案
分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l,计算ΔEk时,将v折算成钢球的速度.
解析
由图可知,在该实验中所求的速度是遮光片的速度,而不是小球的速度,二者之间的速度略有差别.由于小球与遮光片都做圆周运动,它们具有相等的角速度ω,根据角速度与线速度之间的关系:v=ωr可知,小球的速度与遮光片的速度之间的关系为:,l和L分别是小球的球心到悬点的距离和光电门到悬点的距离,所以在计算小球的动能时,使用的速度为:
考查方向
解题思路
抓住某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出瞬时速度的大小
易错点
小球与遮光片的角速度相等,要注意角速度与线速度的区别
12.在用重锤下落来验证机械能守恒时,某同学按照正确的操作得到纸带如下图所示。(其中O是起始点,A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点,打点频率为50Hz(OA间有部分点未标出).该同学用刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离,并记录在图中.
(1)实验时,应在释放重锤_______(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源.
(2)若重锤质量m=0.25kg,重力加速度g=9.80,由图中给出的数据,可得出从O到打下D点的过程,重锤重)力势能的减少量为_______J,动能的增加量为______J,由此可得,在误差允许的范围内机械能守恒。(两空结果保留2位有效数字)
(3)实验中误差产生的原因有________________________(写出两个原因)
正确答案
(1)之前
(2)0.48;0.47
(3)存在摩擦阻力;交流电频率不稳定
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
23.某研究性学习小组用如图甲所示的电路测定一个额定电压为6V、额定功率为3W的直流电动机的机械效率。
(l)根据电路图完成实物连线;
(2)实验中保持电动机两端电压U恒为6V,重物每次匀速上升的高度h均为1.5m,所测物理量及测量结果如下表所示:
计算电动机效率的表达式(用题中字母符号表示),实验中电动机工作的效率的平均值为____%(保留两位有效数字);
(3)利用以上实验器材,采用什么方法可以测出电动机线圈的电阻____(简要叙述),需要测量哪些物理量。
正确答案
(1)
(2); 74
(3)增加物体的重量,使电动机不转动电流表示数I和电压表示数U
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
扫码查看完整答案与解析