实验验证机械能守恒定律.doc
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1、实验验证机械能守恒定律1(9分)在“验证机械能守恒定律的实验中,以下物理量中需要用工具测量的有();通过计算得到的有()A重锤的质量B重力加速度C重锤下落的高度D与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度【解析】重锤下落的高度从纸带上用毫米刻度尺测量某点速度由公式vn或vn算出【答案】CD2(9分)在验证机械能守恒定律的实验中有关重锤质量,以下说法中正确的选项是()A应选用密度和质量较大的重锤,使重锤和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力B应选用质量较小的重锤,使重锤的惯性小一些,下落时更接近于自由落体运动C不需要称量锤的质量D必须称量重锤的质量,而且要估读到【解析】本实验依据的原理是重锤自由下落验证机械
2、能守恒定律,因此重锤的密度和质量应取得大一些,以便系统所受的阻力和重锤的重力相比可以忽略不计,以保证重锤做自由落体运动本实验不需要测出重锤的质量,实验只需要验证ghv2就行了【答案】AC3(11分)(调研)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XDS007光电门传感器可测的最短时间为0. 、宽度为d103m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并对局部数据进行处理,结果如下表所示(取g9. 8
3、m/s2,注:表格中M为直尺质量)ti(103s)vi(ms1)EkiMvMvhi (m)Mghi12MM3MM4MM5(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vi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以下Ekh图象中正确的选项是()【解析】(1)因瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度(4)因为Epmgh,EpEk,所以Ekmgh,所以正确答案为C.【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)M或MM或M(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)
4、C4(11分)在利用电磁打点计时器(电磁打点计时器所用电源频率为50Hz)“验证机械能守恒定律的实验中:(1)某同学用如下图装置进行实验,得到如下图的纸带,把第一个点(初速度为零)记作O点,测出点O、A间的距离为,点A、C间的距离为,点C、E间的距离为,当地重力加速度为/s2,重锤的质量为m,那么打点计时器在打O点到C点的这段时间内,重锤动能的增加量为_J,重力势能的减少量为_J.(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a_m/s2.(3)在实验中发现,重锤减少的重力势能总大于重锤增加的动能,其原因主要是因为在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力的作用,用题目中给出的量求重锤下落过程中受到的
5、平均阻力大小为_N.【解析】此题主要考查“验证机械能守恒定律这个实验的根本原理和应用,并且综合了牛顿第二定律(1)C点速度vCm/s/s该过程动能的增加量Ekmv(4.00)2该过程重力势能的减少量为Epmg(68.9715.24)102J8.25J.(2)加速度am/s2/s2.(3)由牛顿第二定律得mgFfma即Ffmgma0.30N.【答案】5(11分)利于如下图的装置验证机械能守恒定律图中AB是固定的光滑斜面,斜面的倾角为30,1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门,当光电门中有物体通过时与它们连线的光电计时器(都没有画出)能够显示挡光时间让滑块从斜面的顶端滑下,光电门1、2各自连接
6、的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00102s、102,滑块沿斜面方向的长度为,光电门1和2之间的距离为,g取/s2,取滑块经过光电门时的速度为其平均速度(1)滑块通过光电门1时的速度v1_m/s,通过光电门2时的速度v2_m/s;(2)滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为_J,重力势能的减少量为_J.(3)由以上数据,得出的结论是_【解析】(1)光电门记录的瞬时速度取经过光电门时的平均速度v1m/s/sv2m/s/s.(2)Ekm(vvEpmgs12sin3020.5J5.29J.(3)在实验误差允许的范围内,EkEp,所以小车沿斜面下滑过程中机械能守恒【答案】(3)在实验误差允许的范围
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