- 验证机械能守恒定律
- 共364题
“验证机械能守恒”的实验中
（1）下面叙述正确的是______
A．应该用天平称出重锤的质量
B．应该选用点迹清晰、特别是第1、2点间距离接近2mm的纸带
C．操作时应先通电再释放纸带
D．打点计时器应接在电压为4V-6V的直流电源上
（2）选出一条纸带如图所示，其中O点为起始点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50HZ交流电，用最小刻度为mm的刻度尺，测得OA=11.13cm，OB=17.69cm，OC=25.9cm．这三个数据中不符合有效数字要求的是______，应该写成______cm．
（3）在计数点A和B之间、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为1㎏，根据以上数据当打点针打到B点时，重锤的重力势能比开始下落时减小了______J，这时它的动能是______J，g取9.8m/s2．由此得到的结论是______．
正确答案
（1）A、由mgh=
B、根据自由落体运动规律应有h=
C、使用打点计时器时都应先接通电源再释放纸带，这样可以减小实验误差，所以C正确；
D、电磁打点计时器应使用4-6V的交流电源，所以D错误
故选BC．
（2）根据刻度尺的读数要求可知，应估读到0.1mm即0.01cm，所以不符合要求的是25.9cm，应写成25.90cm．
（3）重锤减少的重力势能为
故答案为（1）BC，（2）25.9，25.90，（3）1.734，1.704，在忽略误差的情况下，重锤的机械能守恒
在“验证机械能守恒定律”的实验中，如果纸带上前面几点比较密集，不够清楚，可舍去前面比较密集的点，在后面取一段打点比较清楚的纸带，同样可以验证．如图所示，取O点为起始点，各点的间距已量出并标注在纸带上，所用交流电的频率为50Hz，g取10m/s2，重锤的质量为m（设m=1kg），
（1）打A点时，重锤下落的速度为vA=______，重锤的动能EkA=______；
（2）打F点时，重锤下落的速度为vF=______，重锤的动能EkF=______；
（3）从打点计时器打下A点开始到打下F点的过程中，重锤重力势能的减少量△EP=______，动能的增加量为△Ek=______；
（4）根据纸带提供的数据计算，在误差允许的范围内，重锤从打点计时器打A开始到打出F点的过程中，得到的结论是______．
正确答案
（1）A点的瞬时速度等于OB段的平均速度，则打A点时重锤下落的速度为vA=
（2）F点的瞬时速度等于EG段的平均速度，则打F点时，重锤下落的速度为vF=
（3）从打点计时器打下A点开始到打下F点的过程中，重锤重力势能的减少量△EP═mg•AF=1.781J，动能的增加量为△Ek=EKF-EKA=1.755J．
（4）重锤动能的增加量略小于重力势能的减少量，是由于阻力存在的缘故，若剔除误差，认为在实验误差允许的范围内，△Ep=△Ek，即机械能守恒．
故本题答案是：（1）1.30m/s；0.845J；
（2）2.28m/s；2.60J；
（3）1.781J；1.755J；
（4）△Ep=△Ek，即重锤下落过程机械能守恒．
动能和势能转化规律的实验中，测得如下数据：（m=0.02kg）
（1）将表格中空缺处数据填上．
（2）实验中机械能出现减小的趋势，请分析产生误差的可能原因．（请写出一个可能原因）______．
正确答案
（1）根据Ek=
重力势能Ep=mgh=0.02×10×0.06J=0.012J．机械能E=Ek+Ep=0.023J．
（2）实验中出现机械能减小的趋势，是因为实验中空气阻力做功，使得机械能减小．
故答案为：（1）0.76，0.012，0.023
（2）实验中存在空气阻力．
“验证机械能守恒定律”的实验装置可以采用图示的甲或乙方案来进行
（1）比较这两种方案，______（填“甲”或“乙”）方案好些；
（2）该同学开始实验时情形如图丙所示，接通电源释放纸带．请指出该同学在实验中存在的两处明显错误或不当的地方：
①______；②______．
（3）某同学通过实验方案甲验证机械能守恒，已知当地重力加速度g=9.80m/s2．实验选用重锤质量为0.5kg，纸带上连续的点A、B、C、D至O点的距离如丁图所示（O点为开始下落点），则重锤从O运动到C，重力势能减少______J，重锤经过C时，其动能增加______J．
正确答案
（1）机械能守恒的前提是只有重力做功，实际操作的方案中应该使摩擦力越小越好，误差小，操作方便，乙方案中小车受斜面的摩擦力影响较大，故甲方案好一些．
故答案为：甲．
（2））由图可知，丙图中打点计时器接直流电源，打点计时器应接交流电源，重物释放时离打点计时器太远，不利于数据的采集和测量．
故答案为：打点计时器接了直流电源，重物离打点计时器太远了．
（3）重力势能的减小等于重力做功大小，因此有：△EP=mgh=0.5×9.8×0.561J≈2.75J
匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：
vC=
动能的变化量为：△Ek=
故答案为：2.75，2.73．
在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器打点的频率为50Hz，待打点计时器稳定打点后，释放重物，使它带动纸带下落，打点计时器在纸带上打出一系列点迹，如图所示，其中O点为第一个点，A．B．C．D为4个连续的点，量出它们到O点的距离分别是62.99cm，70.18cm，77.76cm，85.73cm．已知重物质量m=1.00kg，重力加速度g=9.80m/s2．（下面都要求三位有效数字）从O点运动到C点的过程中，重力势能的减少量是______J，动能的增加量是______J．可以得出实验结论______
正确答案
重物由O点运动到C点时，重物的重力势能的减少量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.7776 J=7.62J．
利用匀变速直线运动的推论
vC=
EkC=
由上可知，在误差允许的范围内物体的机械能守恒．
故答案为：7.62；7.57；在误差允许的范围内物体的机械能守恒．
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