- 验证机械能守恒定律
- 共364题
某同学用如图（1）所示装置测重力加速度g，所用交流电频率为50Hz．在所选纸带上取某点为0计数点，以后每隔2个点取一个计数点，用毫米刻度尺测量的数据（单位：mm）如图（2）所示．若相邻两计数点时间间隔
为T，计算结果取三位有效数字．则：
①计数点“5”的速度为______m/s．
②该同学用Xn-Xn-3=3aT2求出的重力加速度g=______m/s2．
③测出的重力加速度g比实际数值偏小的原因是______．
正确答案
①在所选纸带上取某点为0计数点，以后每隔2个点取一个计数点，所以相邻两计数点间的时间T=0.04s
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，有：v5=
②根据Xn-Xn-3=3aT2有：
a=
③所以重物下落过程中除了重力还受到了向上的阻力，这个阻力主要是重物与纸带受到摩擦阻力和空气阻力．
故答案为：①2.97；②8.67；③重物与纸带受到摩擦阻力和空气阻力．
某同学用如图（a）所示的装置探究“动能与重力势能的转化和守恒”的实验．纸带上打出的点如图（b）所示，若重物的质量为m，图中O为打点计时器打出的第一个点，O点到A、B点的距离分别为h1、h2．
（1）实验的研究对象是______（只需填A或B）
A．打点计时器 B．重物
（2）从A点到B点的过程中，重物重力势能的减小量△Ep是______（只需填A或B）
A．mgh2B．mg（h2-h1）
（3）由于在下落过程中存在阻力，从O点到B点重物的动能增加量______重力势能减小量．（填“大于”或“小于”）
正确答案
（1）实验的研究对象是重物，探究“重物下落过程动能与重力势能的转化和守恒”
故选B．
（2）根据重力势能的定义式得：
从A点到B点的过程中，重物重力势能的减小量△Ep是mg（h2-h1），故选B，
（3）纸带与打点计时器间有摩擦阻力，存在空气阻力，重力势能有很小一部分转化给摩擦产生的内能，所以从O点到B点重物的动能增加量小于重力势能减小量．
故答案为：（1）B （2）B （3）小于
研究自由落体运动的机械能是否守恒实验中要尽量减少实验误差，必须注意哪些方面____________（填序号）。
①重物质量小些，以忽略空气阻力对它的影响
②重物和纸带下落过程中要克服阻力，主要是纸带与打点计时器间的摩擦力
③计时器平面和纸带平面平行，以减少摩擦
正确答案
②③
利用如右图所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验，除了所需的打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台、纸带夹和重物，此外还需要下列器材中的______（填字母代号）
A．直流电源
B．交流电源
C．游标卡尺
D．毫米刻度尺
E．天平及砝码
F．秒表．
正确答案
要验证钩码动能的增加量与重力势能的增加量是否相等，即看是否有这样的关系mgh=
故答案为：BD．
在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中：
（1）实验中动能的增加量应略______（选填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能的减少量，其主要原因是______．
A．重物下落的实际距离大于测量值 B．重物下落的实际距离小于测量值
C．重物下落受到阻力 D．重物的实际末速度大于计算值
（2）甲、乙、丙三位同学分别得到A、B、C三条纸带，他们的前两个点间的距离分别是1.0mm、1.9mm、4.0mm．那么应该选用______同学的纸带最为理想，一定存在操作误差的同学是______，可能的错误原因是______．
（3）如图所示，有一条纸带，各点距A点的距离分别为d1，d2，d3，…，各相邻点间的时间间隔为T，当地重力加速度为g．要用它来验证物体从B到G处的机械能是否守恒，则B点的速度表达式为vB=______，G点的速度表达式为vG=______，若B点和G点的速度vB、vG及BG间的距离h均为已知量，则当满足______时，物体的机械能守恒．
正确答案
（1）验证机械能守恒定律的实验时，由于空气阻力以及纸带与限位孔之间的摩擦，物体动能的增加量要小于重力势能的减少量，故ABD错误，C正确．
故答案为：小于；C．
（2）当物体自由下落时，第一、二两点之间的距离为：h=
故答案为：乙，丙，先释放重物，后接通电源（或释放纸带初速度不为零等）．
（3）根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，得出B、G两点的瞬时速度大小分别为：
vB=
vG=
根据功能关系有：mgh=
即有：
故答案为：vB=
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