第6课时实验二:验证机械能守恒定律1.“”下列关于验证机械能守恒定律实验的实验误差的说法中,正确的是(B)A.重物质量的称量不准会造成较大误差B.重物质量选用得大些,有利于减小误差C.重物质量选用得较小些,有利于减小误差D.纸带下落和打点不同步会造成较大误差解析:从需要验证的关系式ghn=看,与质量无关,选项A错误.当重物质量大一些时,空气阻力可以忽略,选项B正确,C错误.纸带先下落而后打点,可选用纸带上某两点,求出其动能变化和重力势能变化,则可验证机械能守恒定律,与打点是否同步无关,故选项D错误.2.图(甲)是验证机械能守恒定律的实验.小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住,轻绳另一端固定.将轻绳拉至水平后由静止释放.在最低点附近放置一组光电门,测出小圆柱运动到最低点的挡光时间Δt,再用游标卡尺测出小圆柱的直径d,如图(乙),重力加速度为g.则(1)小圆柱的直径d=cm.(2)测出悬点O到圆柱重心的距离l,若等式gl=成立,说明小圆柱下摆过程机械能守恒.解析:(1)小圆柱的直径d=1cm+2×0.01cm=1.02cm.(2)根据机械能守恒定律得:mgl=mv2,所以只需验证gl=v2=,就说明小圆柱下摆过程中机械能守恒.答案:(1)1.02(2)()23.(浙江六校联考)“”在验证机械能守恒定律的实验中,打点计时器接在电压为E,频率为f的交流电源上,在实验中打下一条理想纸带,如图所示,选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点的距离为x0,点A、C间的距离为x1,点C、E间的距离为x2,已知重锤的质量为m,当地的重力加速度为g,则(1)从起始点O到打下C点的过程中,重锤重力势能的减少量为ΔEp=,重锤动能的增加量为ΔEk=.(2)根据题中提供的x1和x2,可求出重锤实际下落的加速度a=,它和当地的重力加速度g进行比较,则ag(“”“”“”填大于、等于或小于).解析:(1)重锤下落的高度为(x0+x1),重力势能的减少量为ΔEp=mg(x0+x1).C点的速度为vC===则重锤动能的增加量为ΔEk=m=.(2)重锤下落的加速度a==,由于存在摩擦和空气阻力,这个加速度小于重力加速度.答案:(1)mg(x0+x1)(2)小于4.在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中,电源的频率为50Hz,依次打出的点为0,1,2,3,4…n.则:(1)如用第2点到第6点之间的纸带来验证,必须直接测量的物理量为、、,必须计算出的物理量为、,验证的表达式为.(2)下列实验步骤操作合理的排列顺序是(填写步骤前面的字母).A.将打点计时器竖直安装在铁架台上B.接通电源,再松开纸带,让重物自由下落C.取下纸带,更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验D.将重物固定在纸带的一端,让纸带穿过打点计时器,用手提着纸带E.选择一条纸带,用刻度尺测出物体下落的高度h1,h2,h3…hn,计算出对应的瞬时速度v1,v2,v3…vn.F.分别算出m和mghn,在实验误差范围内看是否相等答案:(1)第2点到第6点之间的距离h26第1点到第3点之间的距离h13第5点到第7点之间的距离h57第2点的瞬时速度v2第6点的瞬时速度v6mgh26=m-m(2)ADBCEF5.(青岛一模)在验证机械能守恒定律的实验中,某同学利用图(甲)中器材进行实验,正确地完成实验操作后,得到一条点迹清晰的纸带,如图(乙)所示,但在实验数据处理中,某同学取A、B两点来验证实验,已知打点计时器每隔0.02s打一个点,图中测量结果记录在下面的表格中.项目x1/cmA点瞬时速度/(m·s-1)x2/cmB点瞬时速度/(m·s-1)AB两点间距离/cm数据3.920.9812.8050.00(1)观察纸带,可知连接重物的夹子应夹在纸带的端(“”“”选填左或右);(2)将表格中未填项目填写完整;(3)若重物和夹子的总质量为0.6kg,那么在AB运动过程中,动能的增加量为J,重力势能减少量为J.解析:(1)重物刚开始运动,速度较小,点迹比较密集,故夹子应夹在纸带的左端;(2)vB==3.20m/s;(3)在AB运动过程中,动能的增加量为ΔEk=m-m≈2.78J;重力势能减少量ΔEp=mghAB=2.94J.答案:(1)左(2)3.20(3)2.782.946.(苏北四星级高中联考)用如图所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒.m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.如图给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.已知m1=50g、m2=150g,则(g取9.8m/s2,所有结果均保留三位有效数字)...
