- 验证机械能守恒定律
- 共364题
某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。弧形轨道末端水平,离地面的高度为H,将钢球从轨道的不同高度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s。
(1)若轨道完全光滑,s2与h的理论关系应满足s2=____________(用H、h表示)。
(2)该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示:
请在坐标纸上作出s2一h关系图。
(3)对比实验结果与理论计算得到的s2一h关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率____________(填“小于”或“大于”)理论值。
(4)从s2一h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因是_______________________。
正确答案
(1)4Hh
(2)
(3)小于
(4)摩擦,转动(回答任一即可)
某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律,实验的简易示意图如下,当有不透光物体从光电门间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。将挡光效果好、宽度为d=3.8×10-3m的黑色磁带贴在透明直尺上,从一定高度由静止释放,并使其竖直通过光电门。某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间△ti与图中所示的高度差△hi,并将部分数据进行了处理,结果如下表所示。(取g=9.8m/s2,注:表格中M为直尺质量)
(1)请将表格中带“▲”的空格,数据填写完整(小数点后取2位)。
(2)从表格中数据可知,直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用求出的,请你简要分析该同学这样做的理由是:______________________________。
(3)通过实验得出的结论是:_____________________________。
(4)根据该实验请你判断下列ΔEk-△h图象中正确的是
[ ]
A.
B.
C.
D.
正确答案
(1)4.22;3.98M;4.02M
(2)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度
(3)在误差允许的范围内,重力势能的减少量等于动能的增加量
(4)C
(1)为进行“验证机械能守恒定律”的实验,有下列器材可供选择:铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键,刻度尺,其中不必要的器材是___________________,缺少的器材是___________________。
(2)验证机械能守恒亦可用如图甲所示装置,用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动,使之替代打点计时器。当烧断悬挂圆柱棒的线后,圆柱棒竖直自由下落,毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号,如图乙所示,设毛笔接触棒时不影响棒的运动。测得记号之间的距离依次为26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm,已知电动机铭牌上标有1440r/min字样,由此验证机械能守衡。根据以上内容,回答下列问题:
①毛笔画相邻两条线的时间间隔T=___________s,图乙中的圆柱棒的___________端是悬挂端(填左或右)。
②根据乙所给的数据,可知毛笔画下记号C时,圆柱棒下落的速度vC=___________m/s;画下记号D时,圆柱棒下落的速度vD=___________m/s;记号C、D之间棒的动能的变化量为___________J,重力势能的变化量___________J(g=9.8m/s2)。由此可得出的结论是___________________。(计算结果保留2位有效数字)
正确答案
(1)低压直流电源、天平、秒表,低压交流电源、重锤
(2)①或0.42,左
②1.2,1.6,0.52,0.57,在误差允许范围内圆柱的机械能守恒
某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律,实验的简易示意图如图,当有不透光物体从光电门间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。所用的西瓯XDS-007光电门传感器可测的最短时间为0.01ms。将挡光效果好、宽度为d=3.8×10-3m的黑色磁带贴在透明直尺上,从一定高度由静止释放,并使其竖直通过光电门。某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间△ti与图中所示的高度差△hi,并将部分数据进行了处理,结果如下表所示。(取g=9.8m/s2,注:表格中M为直尺质量)
(1)从表格中数据可知,直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用________________求出的,请你简要分析该同学这样做的理由是:________________________________;
(2)请将表格中数据填写完整;
(3)通过实验得出的结论是:________________________________;
(4)根据该实验请你判断下列k-△h图象中正确的是
[ ]
正确答案
(1),瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度
(2)3.80,2.32M,2.35M
(3)在误差允许的范围内,重力势能的减少量等于动能的增加量
(4)C
“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行。甲方案为用自由落体实验验证机械能守恒定律,乙方案为用斜面小车实验验证机械能守恒定律。
(1)比较这两种方案,_______________(填“甲”或“乙”)方案好一些,理由是___________________________________________;
(2)图丙所示是该实验中得到的一条纸带,测得每两个计数点间的距离如图所示,已知每两个计数点之间的时间间隔T=0.1s,物体运动的加速度a=_______________;该纸带是采用_______________(填“甲”或“乙”)实验方案得到的。简要写出判断依据______________________________。
正确答案
(1)甲,用甲方案时阻力对物体的运动影响较小
(2)4.78m/s2,乙,a=4.80m/s2与g=9.8m/s2相差太大
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