- 验证机械能守恒定律
- 共364题
在《验证机械能守恒定律》实验中，两实验小组同学分别采用了如图甲和乙所示的装置，采用两种不同的实验方案进行实验．
①在甲图中，下落物体应选择密度______（选填“大”或“小”）的重物；在乙图中，两个重物的质量关系是m1______m2（选填“＞”、“=”或“＜”）；
②采用图乙的方案进行实验，除图中的器材外，还需要的实验器材有交流电源、刻度尺和______；
③某次实验所打纸带如图丙所示，O为第一个点，A、B、C、D点到O点的距离已标出，打点时间间隔为0.02s，则记录C点时，重物速度vC=______m/s（保留三位的效数字）．
④比较两种实验方案，你认为______更合理，理由是______．
正确答案
（1）为了减小实验的误差，甲图中的重物应选择质量大，体积小的重物，即密度大的重物．
乙图是验证系统机械能是否守恒，m1向下运动，m2向上运动，所以m1＞m2．
（2）验证系统机械能是否守恒，即验证系统动能的增加量和系统重力势能的减小量是否相等，动能的增加量为△Ek=
重力势能的减小量为△EP=（m1-m2）gh．
可知需要测量两个重物的质量，所以实验器材还需要天平．
（3）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小．
vC=
（4）甲方案更合理，因为在乙图中受到细绳和滑轮之间的摩擦力的影响．
故答案为：（1）大，＞
（2）天平
（3）0.780
（4）甲，乙图中受到细绳和滑轮之间的摩擦力的影响．
某同学用如图所示的装置测定重力加速度：
①电磁打点计时器的工作电源为______
②打出的纸带如图所示，与物体相连的是纸带的______（填“左”或“右”）
③纸带上1～9各点为计时点，则下落物体的加速度______m/s2
④若当地的重力加速度为9.8m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因______．
正确答案
①根据电磁打点计时器的构造和工作原理可知，其工作电源为交流4-6V．
故答案为：交流4-6V．
②从纸带上可以发现从左端到右端，相邻的计数点的距离越来越小，也就是说明速度越来越小，与重物相连接的纸带先打出点，速度较小，所以实验时纸带的右端端通过夹子和重物相连接．
故答案为：右端．
③根据运动学公式得：△x=aT2，有：
a=
故答案为：9.4．
④测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因是纸带和打点计时器间的摩擦阻力、空气阻力，故导致测量值比真实值偏小．
故答案为：纸带和打点计时器间的摩擦阻力、空气阻力．
在用落体法验证机械能守恒定律时．某同学按照正确的操作选得纸带如下，其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点．该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位cm）．该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒定律，他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的瞬时速度，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2．则该段重锤重力势能的减少量为______，而动能的增加量为______，（均保留3位有效数字，重锤质量用m表示）．这样验证的系统误差总是有重力势能的减少量______动能的增加量．（填“大于”、“等于”、或“小于”）
正确答案
重力势能的减小量等于重力做功，故有：△EP=mghOB=1.22mJ；
根据匀变速直线运动规律，B点的速度为：vB=
所以动能的增量为：△Ek=
由于重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到较大的阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能，因此系统重力势能的减小量大于动能的增加量．
故答案为：1.22m，1.20m，大于．
利用图1所示的装置，验证机械能守恒定律．一次实验中，质量为m的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点迹，如图2所示．测出物体对应于A点的速度vA，再测出物体由A点下落h后经过B点的速度vB，已知当地重力加速度为g．在打点计时器打下A、B两点的时间间隔内，重物的重力势能的减少量为______． 在误差允许范围内，如果计算得出______关系表达式（请用字母表示），则机械能守恒定律得到验证．
正确答案
在打点计时器打下A、B两点的时间间隔内，重物的重力势能的减少量为△Ep=mgh，
增加的动能是
如果减少的重力势能等于增加的动能，则机械能守恒定律得到验证．即
故答案为：mgh，
某同学用图1所示装置测定重力加速度时，
（1）电火花计时器的工作电压为______；
（2）打出的纸带如图2所示，实验时纸带的______端应和重物相连接（选填“甲”或“乙”）
（3）纸带上1至9各点为计时点，由纸带所示数据可算出实验时的加速度为______m/s2
（4）当地的重力加速度数值为9.8m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因______．
（5）实验测量的相对误差为______．（保留两位有效数字）
正确答案
（1）电火花计时器的工作电压为交流220V．
（2）因为相等时间间隔内的位移越来越大，知纸带的乙端与重物相连接．
（3）根据s2-s7=5aT2，解得a=
（4）测出的加速度小于当地的重力加速度原因，可能是电火花计时器夹歪了或纸带与石墨纸之间有摩擦．
（5）实验测量的相对误差为
故答案为：（1）交流220V （2）乙 （3）9.4 （4）电火花计时器夹歪了；纸带与石墨纸之间有摩擦 （5）4.1%
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