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某同學用如圖甲所示的裝置做驗證機械能守恆定律

 發布時間：2021-03-03 22:08:20

⑴ 小明同學用如圖甲所示的裝置在做「驗證機械能守恆定律」的實驗時，所用重錘的質量為m=0.1kg，他不慎將一

（1）根據勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等於該過程中的平均速度，有2點的瞬時回速度等於13段的答平均速度，則：v2＝

x13
2T
＝
(2.80+3.18)×10?2
2×0.02
≈1.50m/s
5點的瞬時速度等於46段的平均速度，則：v5＝
x46
2T
＝
(3.94+4.30)×10?2
2×0.02
＝2.06m/s
（2）此過程中物體動能的增加量：△Ek＝
1
2
m
v
2

⑵ 某同學用如圖甲所示的實驗裝置做《驗證機械能守恆定律》的實驗．實驗時讓質量為m的重錘從高處由靜止開始

利用勻變速直線運動的推論 v
t
2
=
.
v

v C =
x AE
t AE
=
24cm
4×0.02s
=3m/s
E kC =
1
2
mv C 2 =0.90J
重力勢能減小量△版E p =mgh=0.2×9.8×0.5J=0.98J．
故答案為：權0.90，0.98．

⑶ 某同學利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恆定律．該同學經正確操作得到打點紙帶，在紙帶後段每兩個計

利用描點法作出圖象如下所示：
1
2
k =9.75m/s 2
故答案為：9.75，圖線為通過坐標原點的一條直線，斜率g′與g基本相等．

⑷ 某同學用如圖甲所示的裝置驗證機械能守恆定律，他將兩物塊A和B用輕質細繩連接跨過輕質定滑輪，B下端連接

從O到B的過程中，物塊A、B組成的系統重力勢能減少量為：
△Ep=（mA-mB）ghOB=（150-50）×10-3×9.8×（38.89+3.91）×10-2J=0.42J；
B點的速度為：vB=

xAB+xBC
2T
＝內
0.0391+0.0409
0.04
m/s=2m/s
系統動能增加量為：△容Ek=
1
2
(mA+mB)vB2＝
1
2
×（150+50）×10-3×22J=0.40J
因為△Ep≈△Ek
所以由此可得出的結論是：在實驗誤差允許范圍內，系統機械能守恆．
故答案為：0.42；0.40；在誤差允許范圍內，系統機械能守恆．

⑸ 某同學利用如圖甲所示的裝置做「驗證機械能守恆定律的實驗」，在本實驗中：（1）現有器材、打點計時器、

（1）在實驗中需要刻度尺測量紙帶上點與點間的距離從而可知道重錘下降的距回離，以及通過紙帶答上兩點的距離，求出平均速度，從而可知瞬時速度．紙帶上相鄰兩計時點的時間間隔已知，所以不需要秒錶．重錘的質量可測可不測，所以不需要秒錶；
實驗中產生誤差的主要原因是摩擦阻力的影響．
（2）重力勢能減小量△Ep=mgh=mg（sE-sA）
利用勻變速直線運動的推論得：
vA=

sB
2T

vE=
sF?sD
2T

動能的增加量為△Ek=
1
2
mvE2-
1
2
mvA2=
m
8T2
[(sF?sD)2-
s
2

⑹ 某同學用如圖甲所示裝置做「驗證機械能守恆定律」的實驗，圖乙為實驗中得到的一條紙帶，在紙帶上用0、1、

（1）實驗時，松開紙帶與閉合電源開關的合理順序是先閉合電源後開關松專開紙帶．屬
（2）根據勻變速直線運動中時間中點的速度等於該過程中的平均速度可知，知道3、5兩點之間的距離可以計算出4點的速度，從而求出4點動能，
知道1、4兩點之間的距離可以計算出重力勢能的變化量．
（3）由於重物下落的過程中不可避免的要克服阻力做功，因此機械能越來越小．即原因是實驗中存在摩擦阻力
故答案為：（1）先閉合電源開關，後松開紙帶
（2）1、4兩點之間的距離；3、5兩點之間的距離
（3）實驗中存在摩擦阻力

⑺ 某同學用如圖甲所示的裝置驗證機械能守恆定律：①．在操作步驟中釋放紙帶和接通電源的先後順序應該是____

①採取先接通電源後釋放紙帶．因為保證從速度為零開始計時，便於之後選取計數點；其次就版是測量時間權很短無法保證人能在合適時間開啟電源，同時為了提高紙帶的利用率，使紙帶上盡量多的打點，
故答案為：先接通電源再釋放紙帶．
②物體做加速運動，速度越來越快，打點間隔越來越大，因此運動方向是F→A．
故答案為：F→A．
③根據重力做功特點可知：W=mg（s4-s1）
根據勻變速直線運動的特點有：
B點速度為：vB＝

s2
2T

vE＝
s5?s3
2T

所以動能增量為：△EK＝
1
2
m[(
s5?s3
2T
)2?(
s2
2T
)2]或△EK＝
m
8T2
[(s5?s3)2?s22]．
根據功能關系可知，若重力做功和動能增量基本相等，則說明機械能是守恆的．
故答案為：W=mg（s4-s1），△EK＝
1
2
m[(
s5?s3
2T
)2?(
s2
2T
)2]或△EK＝
m
8T2
[(s5?s3)2?s22]，W≈△EK．

⑻ （1）某同學用如圖甲所示裝置做「驗證機械能守恆定律」的實驗．圖乙為實驗中得到的一條紙帶，在紙帶上用0

（1））①實驗時，松開紙帶與閉合電源開關的合理順序是先閉合電源後開關松開紙帶．
②根據勻變速直線運動中時間中點的速度等於該過程中的平均速度可知，知道3、5兩點之間的距離可以計算出4點的速度，從而求出4點動能，
知道1、4兩點之間的距離可以計算出重力勢能的變化量．
③由於重物下落的過程中不可避免的要克服阻力做功，因此機械能越來越小．即原因是實驗中存在阻力
④若採用的重力加速度比本地的重力加速度偏大，相當於物體下落時，受到豎直向下的拉力，根據功能關系可知，除了重力之外的外力做了正功，機械能增大．
即打後一個點時機械能都比打前一個點時機械能大．
（2）①R0接在電源附近，是為了防止當外部短路時，電源出現短路現象，故此電阻在此起保護作用，保護電源、電表防止短路；
②將（I、U）坐標描在圖象中，用直線將各點相連，如圖所示；

1.5?0.6
0.3

r=3.0-2.0=1.0Ω；
故答案為：（1）①先閉合電源後開關松開紙帶
②1、4兩點之間的距離和3、5兩點之間的距離
③實驗中存在阻力
④大
（2）①保護電源、電表，防止短路
②如圖，
③1.5，1.0．

⑼ （7分）某同學用如圖甲所示的裝置驗證機械能守恆定律，他將兩物塊A和B用輕質細繩連接並跨過輕質定滑輪，B

（1）來

⑽ 某同學用如圖甲所示的裝置驗證機械能守恆定律，他將兩物塊A和B用輕質細繩連接並跨過輕質定滑輪，B下端連

（1）計數點5的瞬時速度v5＝

x46
2T
＝
(21.60+26.40)×10?2
0.2
m/s=2.4m/s；則系統動能的增加量△Ek＝
1
2
(mA+mB)v52=
1
2
×0.4×2．42＝1.15J．
系統重力勢回能的減小量△Ep=（答mA-mB）gx=0.2×9.8×（38.4+21.6）×10-2J=1.18J．
在誤差允許的范圍內，mA、mB組成的系統機械能守恆；
（2）根據系統機械能守恆定律得，(mA?mB)gh＝
1
2
(mA+mB)v2，
解得
1
2
v2＝
mA?mB
mA+mB
gh
圖線的斜率k=
mA?mB
mA+mB
g=
5.82
1.20

代入數據得，g=9.7m/s2．
故答案為：（1）1.15，1.18，在誤差允許的范圍內，mA、mB組成的系統機械能守恆；
（2）9.7．

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