實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的例題解析

1、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)專題1下列關(guān)于“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)誤差的說(shuō)法中，正確的是 ()A重物質(zhì)量的稱量不準(zhǔn)會(huì)造成較大誤差B重物質(zhì)量選用得大些，有利于減小誤差C重物質(zhì)量選用得較小些，有利于減小誤差D紙帶下落和打點(diǎn)不同步不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)2有4條用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(所用交流電頻率為50 Hz)打出的紙帶A、B、C、D，其中一條是做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的。為找出該紙帶，某同學(xué)在每條紙帶上取了點(diǎn)跡清晰的、連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出相鄰兩個(gè)點(diǎn)間距離依次為s1、s2、s3。請(qǐng)你根據(jù)下列s1、s2、s3的測(cè)量結(jié)果確定該紙帶為(已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.791 m/s2) ()A61.0 mm65.

2、8 mm70.7 mmB41.2 mm45.1 mm53. 0mmC49.6 mm53.5 mm57.3 mmD60.5 mm61.0 mm60.6 mm3.某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。頻閃儀每隔0.05 s閃光一次，右圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實(shí)際距離，該同學(xué)通過計(jì)算得到不同時(shí)刻的速度如下表(當(dāng)?shù)刂亓铀俣热?0 m/s2，小球質(zhì)量m0.2 kg，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)：時(shí)刻t2t3t4t5速度(m/s)5.595.084.58(1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計(jì)算t5時(shí)刻小球的速度v5_ m/s。(2)從t2到t5時(shí)間內(nèi)，重力勢(shì)能增加量Ep_J，動(dòng)能減小量Ek_J。(3)在誤差允許的范圍

3、內(nèi)，若Ep與Ek近似相等，從而驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。由上述計(jì)算得Ep_Ek(選填“>”“<”或“”)，造成這種結(jié)果的主要原因是_。4DIS實(shí)驗(yàn)是利用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。老師上課時(shí)“用DIS研究機(jī)械能守恒定律”的裝置如圖實(shí)712甲所示，在某次實(shí)驗(yàn)中，選擇DIS以圖像方式顯示實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，所顯示的圖像如圖乙所示。圖像的橫軸表示小球距D點(diǎn)的高度h，縱軸表示擺球的重力勢(shì)能Ep、動(dòng)能Ek或機(jī)械能E。試回答下列問題：圖實(shí)712(1)圖乙的圖像中，表示小球的重力勢(shì)能Ep、動(dòng)能Ek、機(jī)械能E隨小球距D點(diǎn)的高度h變化關(guān)系的圖線分別是_(按順序填寫相應(yīng)圖線所對(duì)應(yīng)的文字)。(2)根據(jù)圖乙所示的實(shí)驗(yàn)圖像

4、，可以得出的結(jié)論是_。5某研究性學(xué)習(xí)小組在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭9.80 m/s2。測(cè)得所用重物的質(zhì)量為1.00 kg。(1)下面敘述中正確的是_。A應(yīng)該用天平稱出重物的質(zhì)量B可選用點(diǎn)跡清晰，第一、二兩點(diǎn)間的距離接近2 mm的紙帶來(lái)處理數(shù)據(jù)C操作時(shí)應(yīng)先松開紙帶再通電D打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在電壓為46 V的交流電源上(2)實(shí)驗(yàn)中甲、乙、丙三學(xué)生分別用同一裝置得到三條點(diǎn)跡清晰的紙帶，量出各紙帶上第一、二兩點(diǎn)間的距離分別為0.18 cm、0.19 cm、0.25 cm，則可肯定_同學(xué)在操作上有錯(cuò)誤，錯(cuò)誤是_。若按實(shí)驗(yàn)要求正確地選出

5、紙帶進(jìn)行測(cè)量，量得連續(xù)三點(diǎn)A、B、C到第一個(gè)點(diǎn)O間的距離分別為15.55 cm、19.20 cm和23.23 cm。則當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)B時(shí)重物的瞬時(shí)速度v_ m/s；重物由O到B過程中，重力勢(shì)能減少了_J，動(dòng)能增加了_J(保留3位有效數(shù)字)，根據(jù)所測(cè)量的數(shù)據(jù)，還可以求出重物實(shí)際下落的加速度為_m/s2，則重物在下落的過程中所受到的阻力為_N。6某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖實(shí)713所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。圖實(shí)713(1)實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，利用現(xiàn)有器材如何判斷導(dǎo)軌是否水平？_。(2)如圖實(shí)714所示(經(jīng)放大后的)，游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度d0.52 cm；實(shí)驗(yàn)

6、時(shí)將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間t1.2×102s，則滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度為_ m/s。在本次實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m、_和_(文字說(shuō)明并用相應(yīng)的字母表示，g為已知)。圖實(shí)714(3)本實(shí)驗(yàn)通過比較_和_在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等(用測(cè)量的物理量符號(hào)表示)，從而驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)專題實(shí)驗(yàn)方法一：利用重物做自由落體運(yùn)動(dòng)探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)方法二：利用探究牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置【跟蹤訓(xùn)練】水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)滑輪小沙桶滑塊細(xì)線打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶長(zhǎng)木板 例1、某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所

7、示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時(shí)，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)若你是小組中的一成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：（1）你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有 （2）實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是 ，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是 （3）在（2）的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測(cè)出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2

8、（v1< v2）則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 （用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得到的物理量）例2在“探究恒力做功與物體的動(dòng)能改變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中備有下列器材：A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；B.天平；C秒表；D.低壓交流電源；E.電池；F.紙帶；G.細(xì)線、砝碼、小車、砝碼盤；H.薄木板(1)其中多余的器材是_，缺少的器材是_(2)測(cè)量時(shí)間的工具是_；測(cè)量質(zhì)量的工具是_(3)圖實(shí)512所示是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的小車(質(zhì)量為m)在恒力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的紙帶測(cè)量數(shù)據(jù)已用字母表示在圖中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T.請(qǐng)分析，利用這些數(shù)據(jù)能否驗(yàn)證動(dòng)能定理？若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由；若能，請(qǐng)說(shuō)出做法，并對(duì)這種做法做出評(píng)

9、價(jià) 例3某探究小組利用氣墊導(dǎo)軌和光電門計(jì)時(shí)器等裝置(如圖所示)探究動(dòng)能定理他們通過改變滑輪下端的小盤中沙子的質(zhì)量來(lái)改變滑塊水平方向的拉力；滑塊上裝有寬為d的擋光片實(shí)驗(yàn)中，用天平稱出小盤和沙子的總質(zhì)量為m，滑塊(帶擋光片)的質(zhì)量為M，計(jì)時(shí)器顯示擋光片經(jīng)過光電門1和2的時(shí)間分別為t1、t2.(1)在滿足_的條件下，才可以認(rèn)為小盤和沙子的重力所做的功等于滑塊動(dòng)能的改變量(2)實(shí)驗(yàn)中還必須測(cè)量的物理量是_，試寫出本次探究的原理表達(dá)式(用測(cè)量量和已知量表示)_ 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶橡皮筋實(shí)驗(yàn)方法三：利用橡皮筋做功探究動(dòng)能定理例4、在用如圖所示的裝置做“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是() A通過改變橡

10、皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值 B通過改變橡皮筋的長(zhǎng)度改變拉力做功的數(shù)值 C通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車加速過程中獲得的最大速度 D通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車加速過程中獲得的平均速度例5、物體在空中下落的過程中，重力做正功，物體的動(dòng)能越來(lái)越大，為了“探究重力做功和物體動(dòng)能變化的定量關(guān)系”，我們提供了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置(1)某同學(xué)根據(jù)所學(xué)的知識(shí)結(jié)合右圖設(shè)計(jì)一個(gè)本實(shí)驗(yàn)情景的命題：如圖如示，質(zhì)量為m的小球在重力mg作用下從開始端自由下落至光電門發(fā)生的_，通過光電門時(shí)的_，試探究重力做的功_與小球動(dòng)能變化量_的定量關(guān)系（請(qǐng)?jiān)诳崭裉幪顚懳锢砹康拿Q和對(duì)應(yīng)符號(hào)；在空格處填寫數(shù)學(xué)表達(dá)式） (2)某同學(xué)根據(jù)上述命題進(jìn)行如下操作并測(cè)出如下數(shù)字用天平測(cè)定小球的質(zhì)量為0.50 kg；用游標(biāo)尺測(cè)出小球的直徑為10.0 mm；用刻度尺測(cè)出電磁鐵下端到光電門的距離為82.80 c