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机械能守恒实验装置好坏

 发布时间：2024-04-18 05:25:08

A. 某同学做“验证机械能守恒定律”实验装置如图所示．（1）在做“验证机械能守恒定律”实验时，除了电磁打

（1）在实验中需验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，所以不需要天平或弹簧秤，打点计时器可以测量时间，所以不需要秒表，在实验中需运用刻度尺测量点迹间的距离，从而求出瞬时速度以及重物下降的高度．故选：C．
（2）A、将打点计时器接到电源的交流输出端上．故A错误．
B、实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直，重物应紧靠打点计时器．故B错误．
C、实验中，应先接通电源，再释放纸带．故C正确．
D、根据h=

1
2
gt2＝
1
2
×10×0.022m＝2mm，知取点迹清晰的且第一、二连续两点间的距离约为2mm的纸带测量误差较小．故D正确．
故选：CD．
（3）一般情况下物体动能的增加量小于重力势能的减少量，是因为存在阻力作用，部分能量转化为内能．故选：D．
故答案为：（1）C（2）C、D，（3）D

B. 验证加速度与力质量的关系实验装置为什么不能用来验证机械能守恒定律

能用来验证机械能守恒定律如下：

主要是因为误差的存在。具体的说一般的加速度与质量的关系实验装置存在小车与木板间的摩擦，和纸带与打点计时器之间的摩擦以及空气阻力，平衡摩擦阻力并不能减少实验误差。

因为即使平衡了摩擦力，摩擦力依然存在，系统机械能必然要损失，所以对实验结果肯定有影响。就是因为这种误差的存在，一般不会用于机械能守恒定律，所以在教材中验证机械能守恒定律所用的装置就是让重物做自由落体运动。

能量守恒的特点：

不同形式的能量之间可以通过物理效应或化学反应而相互转化。对应于物质的各种运动形式，能量有各种不同的形式。在机械运动中表现为物体或体系整体的机械能，如动能、势能等。在热现象中表现为系统的内能，它是系统内各分子无规运动的动能、分子间相互作用的势能、原子和原子核内的能量的总和，但不包括系统整体运动的机械能。

对于热运动的内能（旧称热能），人们是通过它与机械能的相互转换而认识的（见热力学第一定律）。各种场也具有能量。

C. （1）如图1为“验证机械能守恒定律”的实验装置，下列哪些说法是正确的______A．实验时应选用密度大体积

（1）A．实验时应选用密度大体积小，并且下端有橡胶垫的重锤，可以减小空气阻力的影响，故A正确
B．实验时，应该先接通电源，再松开纸带让重锤下落，故B错误
C．根据h=

1
2
gt2=
1
2
×10×（0.02）2=2mm，要选用第1、2点间距离接近2mm的纸带，故C正确
D．由于阻力的影响，产生内能，根据能量守恒定律知，实验结果总是动能的增量略小于重力势能的减小量，故D错误
E．用夹子夹住纸带上端避免手提纸带因抖动而造成摩擦的增大，故E正确
故选：ACE．
（2）①减小的重力势能等于重力所做功大小，因此有：△Ep=mgh=1.91J
②打点周期T0=0.02s，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：
vB=
XAC
tAC
=
0.2805?0.125
4×0.02
=1.944m/s
重锤下落到B点时增加的动能为△Ek=
1
2
m
v
2

D. 如图为某同学“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、

（1）打点计时器需接0～12V的交流电源，测量瞬时速度以及下降的距离需要米尺．打点计时器可以测量时间，不需要秒表．故选AD．
（2）重力势能的减小量△E p =mgx 2 =0.5×9.8×0.4001J=1.96J．
B点的瞬时速度 v B =
x 1
2T
=
0.0384
0.04
m/s=0.96m/s ， v E =
x 3
2T
=
0.1180
0.04
m/s=2.95m/s ，则动能的增加量 △ E K =
1
2
m( v E 2 - v B 2 ) =
1
2
×0.5×(2.9 5 2 -0.9 6 2 )≈1.95J ．
（3）结论是在误差允许的范围内，重锤下落过程中减少的重力势能等于它增加的动能．
（4）实验产生误差的原因是纸带与打点计时器之间有摩擦．
故答案为：（1）AD（2）1.96，1.95
（3）在误差允许的范围内，重锤下落过程中减少的重力势能等于它增加的动能，或重锤在下落过程中的机械能守恒．
（4）纸带与打点计时器之间有摩擦，重锤下落过程中受到空气阻力等．

E. （1）验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示．①安装打点计时器时，应使打点计时器的平面处在______平

（1）①安装打点计时器时，应使打点计时器的平面处在竖直平面内，且两个纸带限位孔的连线处在竖直方向上．
②重锤下落时做匀加速直线运动，物体在B点的速度vB=

AC
2T
=
h3?h1
2T
，故乙同学的计算方法符合实验要求．
③重锤在下落过程中由于纸带与限位孔间存在阻力、重锤受到空气阻力作用，重锤下落过程中要克服阻力做功，
机械能有损失，使实验存在误差，则本实验中产生系统误差的主要原因是：重锤下落过程中受到阻力作用．
（2）①选择开关旋至直流2.5V档，由图示多用电表可知，多用电表分度值是0.5V，多用电表示数是1.45V；
②变阻器的滑动头向右滑动时，其电阻值变大，滑动变阻器应接左下接线柱，
根据实验电路图连接实物电路图，如图1所示；
③用直线把坐标系中各点连接起来，得到U-I图象，如图2所示；由图象可知，
图象与纵轴交点是1.5V，则电源电动势E=1.5V，电源内阻r=
△U
△I
=
1.50V?1.10V
0.34A
≈1.2Ω；
过2、3两点作直线如图2所示，由图可知，由2、3两组数据求出的电动势与电源内阻均小于由图象求出的电动势与内阻．

故答案为：（1）①竖直；竖直；②乙；③重锤下落过程中受到阻力作用；
（2）①1.45②实物电路图如图1所示；③图象如图2所示；1.5；1.2；偏小；偏小．

F. 验证机械能守恒定律实验中,为什么重锤质量选用得大些,有利于减少误差

在大部分的试验中需要较大的质量或惯性来克服阻力 并减小误差
所以重锤大些 摩擦消耗的能量占总能量的比例较小 所以更为准确
若验证 可选用小重锤实验 结果与大重锤实验有误差 并且较大

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