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利用圖裝置做驗證機械能守恆定律

 發布時間：2023-12-28 14:42:15

⑴ 某實驗小組利用圖（甲）所示裝置進行驗證機械能守恆定律的實驗．圖（乙）是一條實驗中所打的紙帶，O點是

（1）A、驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，質量可以約去，不必要測量物體的質量．故A錯誤12×0.1×3.102=0.481J．
（3）vD=3.10m/s，vD2＝3.102＝9.61m2/s2．
圖線如圖所示．驗證重錘在自由下落過程中機械能守恆的依據是圖線為通過坐標原點的一條直線，斜率與2g基本相等．
故答案為：（1）CD，（2）0.487，0.481．（3）3.10，9.61，如圖所示，圖線為通過坐標原點的一條直線，斜率與2g基本相等．

⑵ （1）在用圖實驗裝置來驗證機械能守恆定律時，以下說法正確的是______A．如果砝碼越大，空氣阻力也會越大

（1）A、砝碼越大，空氣抄阻力影響越小，故A錯誤；
B、實驗操作時，注意手提著紙帶使重物靠近計時器，先接通計時器電源，然後松開紙帶，故B正確；
C、如果打點計時器不豎直，重物下落時，其重力勢能有一部分消耗在紙帶摩擦上，一小部分重力勢能轉化為內能，故會造成重力勢能的變化大於動能的變化，故C錯誤；
D、需要驗證mgh=

1
2
mv2，即gh=
1
2
v2，故可以不測量重物的質量或重力，故D正確；
故選：BD．
（2）①滑動變阻器阻值遠小於待測電流表的電阻值，故採用分壓式接法；
電源電動勢1.5V，是電壓表量程的一半，故採用兩個安培表並聯的方法測量，其中定值電阻與待測電流表串聯；
設計電路圖如圖所示：
IrAI′?R0；I為標准安培表的示數，I′為待測電流表的示數，rA為標准安培表的內阻，R0為定值電阻的阻值．

⑶ 某班同學利用圖1所示裝置進行驗證機械能守恆定律的實驗．（1）關於本實驗下列說法中，正確的有______A．

（1）A、實驗供選擇的重物應該相對質量較大、體積較小的物體，這樣能減少摩擦阻力的影響，故A正確；
B、根據mgh=

1
2
mv2，可知不需要測量重物的質量m．故B錯誤；
C、開始記錄時，應先給打點計時器通電打點，然後再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源，由於重物運動較快，不利於數據的採集和處理，會對實驗產生較大的誤差，故C錯誤；
D、若紙帶上開頭打出的幾點模糊不清，也可設法用後面清晰的點進行驗證，故D正確；
故選：AD．
（2）該實驗是驗證機械能守恆定律的實驗．因為我們知道自由落體運動只受重力，機械能就守恆．如果把重物的實際運動看成自由落體運動，再運用自由落體的規律求解速度，那麼就不需要驗證呢．
其中abc三項都是運用了自由落體的運動規律求解的，故abcC錯誤．
d是運用勻變速直線運動規律求解的，所以正確的是d．
故選：d．
（3）重力勢能減小量等於△Ep=mgh=0.300×9.8×（0.0442+0.0480）J=0.271 J．
利用勻變速直線運動的推論
vB=
(0.0403+0.0442)m
2×0.02s
=2.11m/s
vD=
(0.0480+0.0518)m
2×0.02
=2.49m/s
EkB=
1
2
mvB2，EkD=
1
2
mvD2
△Ek=EkD-EkB=0.264J
故答案為：（1）AD（2）d（3）0.271 J；0.264J

⑷ 某同學利用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恆定律．弧形軌道末端水平，離地面的高度為H．將鋼球從軌道的


⑸ 利用圖所示的裝置驗證機械能守恆定律．圖中AB是固定的光滑斜面，斜面的傾角為30°，1和2是固定在斜面上適

（1）塊通過光電門1時的速度為：v1=

d
t1
=
0.05
0.05
m/s=1.0m/s
通過光電門2時的速度為：v2=
d
t2
=
0.05
0.02
m/s=2.5m/s
（2）滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為：△Ek=Ek2-Ek1=
1
2
mv22-
1
2
mv12=5.25J
重力勢能減小量為：△Ep=mgh=2.0×9.8×0.540×sin30°J=5.29J．
（3）滑塊在下滑過程中，受到斜面的摩擦力作用，則機械能不守恆，導致減小的重力勢能小於動能．
故答案為：（1）1.0；2.5；（2）5.25；5.29；
（3）滑塊受到斜面的摩擦力．

⑹ 某物理興趣活動小組利用如右圖裝置可以驗證機械能守恆定律，實驗中電火花打點計時器所用交流電源的頻率為

^答案（1）0.268J 0.260J （2）0.03 （3）C
分析：（1）重力勢能減小了△Ep=mgh=mg(s0+s1+=0.268J
C點速度為：VC=(S1+S2)/4T
動能增加量為版：△Ek=mvc^2/2，代入數據權解得△EK=0.260J．
（2）根據功能關系有：mg(s1+s2)-f(s1+s2)=mvc^2/2，代入數據解得f=0.03N
（3）利用V^2/2--h圖線處理數據，從理論角度物體自由下落過程中機械能守恆可以得出：，mgh=mv^2/2即v^2/2=gh所以以為v^2/2縱軸，以h為橫軸畫出的圖線應是過原點的傾斜直線，也就是圖中的C．

注意：本題重點是要認真分析題意，認真處理實驗數據，然後得出正確結論。

⑺ 利用圖中所示的裝置來驗證機械能守恆定律． （1）實驗中安裝、調整好器材，穿好紙帶，在打點之前，應先_

（1）實驗中安裝、調整好器材，穿好紙帶，在打點之前，應先接通電源，後松開紙帶．
（2）重錘從O運動到C的過程中，重力勢能減少△E p =mgh=0.1×9.8×0.5610J=0.550J．
利用勻變速直線運動的推論得：
v C =
x BD
t BD

動能增加E kC =
1
2
mv C 2 =0.529J，
（3）用此裝置打出的紙帶，還可以測量重物下落的加速度，此加速度一般小於當地重力加速度．其原因是紙帶受打點計時器的阻力或空氣對重物的阻力．
故答案為：
（1）接通電源，松開紙帶（或釋放重物） （2）0.550 0.529
（3）紙帶受打點計時器的阻力或空氣對重物的阻力

⑻ 利用圖示裝置做「驗證機械能守恆定律」的實驗①除打點計時器（含紙帶，復寫紙）、鐵架台、導線及開關外，

①實驗中為了減小阻力的影響，重錘選擇合適的鐵質重錘．需要測量某點的瞬時速度，則需測量點跡間的距離，所以還需刻度尺．打點計時器就是記錄時間的器材，所以不需要秒錶，實驗中不需要游標卡尺．故選：AC．
②B點的瞬時速度vB＝

xAC
2T
＝
hC?hA
2T
，則動能的增加量△Ek＝
1
2
mvB2＝
1
2
m(
hC?hA
2T
)2=
m(hC?hA)2
8T2
．
③若實驗中重錘所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不變，
根據動能定理，則有：mgh-fh=
1
2
mv2
解得v2=(2g?
2f
m
)h，可知v2-h圖線是一條過原點的傾斜直線．故選：A．
故答案為：①AC②
m(hC?hA)2
8T2
，③A

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