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某同学用如图甲所示的装置做验证机械能守恒定律

 发布时间：2021-03-03 22:08:20

⑴ 小明同学用如图甲所示的装置在做“验证机械能守恒定律”的实验时，所用重锤的质量为m=0.1kg，他不慎将一

（1）根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，有2点的瞬时回速度等于13段的答平均速度，则：v2＝

x13
2T
＝
(2.80+3.18)×10?2
2×0.02
≈1.50m/s
5点的瞬时速度等于46段的平均速度，则：v5＝
x46
2T
＝
(3.94+4.30)×10?2
2×0.02
＝2.06m/s
（2）此过程中物体动能的增加量：△Ek＝
1
2
m
v
2

⑵ 某同学用如图甲所示的实验装置做《验证机械能守恒定律》的实验．实验时让质量为m的重锤从高处由静止开始

利用匀变速直线运动的推论 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
重力势能减小量△版E p =mgh=0.2×9.8×0.5J=0.98J．
故答案为：权0.90，0.98．

⑶ 某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．该同学经正确操作得到打点纸带，在纸带后段每两个计

利用描点法作出图象如下所示：
1
2
k =9.75m/s 2
故答案为：9.75，图线为通过坐标原点的一条直线，斜率g′与g基本相等．

⑷ 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，他将两物块A和B用轻质细绳连接跨过轻质定滑轮，B下端连接

从O到B的过程中，物块A、B组成的系统重力势能减少量为：
△Ep=（mA-mB）ghOB=（150-50）×10-3×9.8×（38.89+3.91）×10-2J=0.42J；
B点的速度为：vB=

xAB+xBC
2T
＝内
0.0391+0.0409
0.04
m/s=2m/s
系统动能增加量为：△容Ek=
1
2
(mA+mB)vB2＝
1
2
×（150+50）×10-3×22J=0.40J
因为△Ep≈△Ek
所以由此可得出的结论是：在实验误差允许范围内，系统机械能守恒．
故答案为：0.42；0.40；在误差允许范围内，系统机械能守恒．

⑸ 某同学利用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律的实验”，在本实验中：（1）现有器材、打点计时器、

（1）在实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离从而可知道重锤下降的距回离，以及通过纸带答上两点的距离，求出平均速度，从而可知瞬时速度．纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表．重锤的质量可测可不测，所以不需要秒表；
实验中产生误差的主要原因是摩擦阻力的影响．
（2）重力势能减小量△Ep=mgh=mg（sE-sA）
利用匀变速直线运动的推论得：
vA=

sB
2T

vE=
sF?sD
2T

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

⑹ 某同学用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验，图乙为实验中得到的一条纸带，在纸带上用0、1、

（1）实验时，松开纸带与闭合电源开关的合理顺序是先闭合电源后开关松专开纸带．属
（2）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度可知，知道3、5两点之间的距离可以计算出4点的速度，从而求出4点动能，
知道1、4两点之间的距离可以计算出重力势能的变化量．
（3）由于重物下落的过程中不可避免的要克服阻力做功，因此机械能越来越小．即原因是实验中存在摩擦阻力
故答案为：（1）先闭合电源开关，后松开纸带
（2）1、4两点之间的距离；3、5两点之间的距离
（3）实验中存在摩擦阻力

⑺ 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律：①．在操作步骤中释放纸带和接通电源的先后顺序应该是____

①采取先接通电源后释放纸带．因为保证从速度为零开始计时，便于之后选取计数点；其次就版是测量时间权很短无法保证人能在合适时间开启电源，同时为了提高纸带的利用率，使纸带上尽量多的打点，
故答案为：先接通电源再释放纸带．
②物体做加速运动，速度越来越快，打点间隔越来越大，因此运动方向是F→A．
故答案为：F→A．
③根据重力做功特点可知：W=mg（s4-s1）
根据匀变速直线运动的特点有：
B点速度为：vB＝

s2
2T

vE＝
s5?s3
2T

所以动能增量为：△EK＝
1
2
m[(
s5?s3
2T
)2?(
s2
2T
)2]或△EK＝
m
8T2
[(s5?s3)2?s22]．
根据功能关系可知，若重力做功和动能增量基本相等，则说明机械能是守恒的．
故答案为：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）某同学用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验．图乙为实验中得到的一条纸带，在纸带上用0

（1））①实验时，松开纸带与闭合电源开关的合理顺序是先闭合电源后开关松开纸带．
②根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度可知，知道3、5两点之间的距离可以计算出4点的速度，从而求出4点动能，
知道1、4两点之间的距离可以计算出重力势能的变化量．
③由于重物下落的过程中不可避免的要克服阻力做功，因此机械能越来越小．即原因是实验中存在阻力
④若采用的重力加速度比本地的重力加速度偏大，相当于物体下落时，受到竖直向下的拉力，根据功能关系可知，除了重力之外的外力做了正功，机械能增大．
即打后一个点时机械能都比打前一个点时机械能大．
（2）①R0接在电源附近，是为了防止当外部短路时，电源出现短路现象，故此电阻在此起保护作用，保护电源、电表防止短路；
②将（I、U）坐标描在图象中，用直线将各点相连，如图所示；

1.5?0.6
0.3

r=3.0-2.0=1.0Ω；
故答案为：（1）①先闭合电源后开关松开纸带
②1、4两点之间的距离和3、5两点之间的距离
③实验中存在阻力
④大
（2）①保护电源、电表，防止短路
②如图，
③1.5，1.0．

⑼ （7分）某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，他将两物块A和B用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，B

（1）来

⑽ 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，他将两物块A和B用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，B下端连

（1）计数点5的瞬时速度v5＝

x46
2T
＝
(21.60+26.40)×10?2
0.2
m/s=2.4m/s；则系统动能的增加量△Ek＝
1
2
(mA+mB)v52=
1
2
×0.4×2．42＝1.15J．
系统重力势回能的减小量△Ep=（答mA-mB）gx=0.2×9.8×（38.4+21.6）×10-2J=1.18J．
在误差允许的范围内，mA、mB组成的系统机械能守恒；
（2）根据系统机械能守恒定律得，(mA?mB)gh＝
1
2
(mA+mB)v2，
解得
1
2
v2＝
mA?mB
mA+mB
gh
图线的斜率k=
mA?mB
mA+mB
g=
5.82
1.20

代入数据得，g=9.7m/s2．
故答案为：（1）1.15，1.18，在误差允许的范围内，mA、mB组成的系统机械能守恒；
（2）9.7．

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