歡迎進入物理課堂 驗證機械能守恒定律 驗證機械能守恒定律 實驗原理實驗步驟注意事項07學年南京市期末質量調研12 2 07屆南京市綜合檢測 一 11廣東省重點中學12月月考檢測題1107屆廣東省惠陽市綜合測試卷三11江蘇省如東高級中學07年2月期末試卷12 3 實驗原理 實驗目的 驗證機械能守恒定律 當物體自由下落時 只有重力做功 物體的重力勢能和動能互相轉化 機械能守恒 若某一時刻物體下落的瞬時速度為v 下落高度為h 則應有 借助打點計時器 測出重物某時刻的下落高度h和該時刻的瞬時速度v 即可驗證機械能是否守恒 實驗裝置如圖所示 測定第n點的瞬時速度的方法是 測出第n點的相鄰前 后兩段相等時間T內下落的距離sn和sn 1 由公式 或由算出 如圖所示 實驗步驟 實驗器材 鐵架臺 帶鐵夾 打點計時器 學生電源 導線 帶鐵夾的重綞 紙帶 米尺 1 按如圖裝置把打點計時器安裝在鐵架臺上 用導線把打點計時器與學生電源連接好 2 把紙帶的一端在重錘上用夾子固定好 另一端穿過計時器限位孔 豎直提起紙帶使重錘?？吭诖螯c計時器附近 紙帶上端用夾子夾住 3 接通電源 松開紙帶 讓重錘自由下落 4 重復幾次 得到3 5條打好點的紙帶 5 在打好點的紙帶中挑選第一 二兩點間的距離接近2mm 且點跡清晰的一條紙帶 在起始點標上0 以后各依次標上1 2 3 用刻度尺測出對應下落高度h1 h2 h3 7 計算各點對應的勢能減少量mghn和動能的增加量1 2mvn2 進行比較 注意事項 1 打點計時器安裝時 必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上 以減小摩擦阻力 2 選用紙帶時應盡量挑第一 二點間距接近2mm的紙帶 3 因不需要知道動能和勢能的具體數(shù)值 所以不需要測量重錘的質量 07學年南京市期末質量調研12 2 12 2 在用 用打點計時器驗證機械能守恒定律 的實驗中 質量m 1 00kg的重物拖著紙帶豎直下落 打點計時器在紙帶上打下一系列的點 如圖 相鄰計數(shù)點時間間隔為0 04s P為紙帶運動的起點 從打P到打下B過程中物體重力勢能的 EP J 在此過程中物體動能的增加量 EK J 已知當?shù)氐闹亓铀俣萭 9 8m s2 答案保留三位有效數(shù)字 用v表示各計數(shù)點的速度 h表示各計數(shù)點到P點的距離 以v2 2為縱軸 以h為橫軸 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的v2 2 h圖線 若斜率等于某個物理量的數(shù)值時 說明重物下落過程中機械能守恒 該物理量是 2 28 2 26 當?shù)刂亓铀俣?11 在 驗證機械能守恒定律 的實驗中 讓重錘自由落下 根據(jù)打出的紙帶也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值 如圖所示是在打出的紙帶上選取的連續(xù)五個點A B C D E 測出A點距起點O的距離為s0 A C兩點間的距離為s1 C E兩點間的距離為s2 使用的交流電的頻率為f 則根據(jù)這些數(shù)值計算重錘下落的加速度a的表達式為a 在此實驗中發(fā)現(xiàn) 重錘減小的重力勢能總是大于重錘增加的動能 其主要原因是重錘在下落過程中受到阻力的作用 如果要測定該阻力的大小 在知道重力加速度的準確值為g時 還需要測量的物理量是 寫出名稱和符號 試用這些物理量和上面紙帶中的測量數(shù)據(jù)表示重錘在下落過程中受到的阻力大小為F 07屆南京市綜合檢測 一 11 重錘質量m 廣東省重點中學12月月考檢測題11 0 142m 0 14m 在實驗誤差范圍內 只有重力做功時 物體的機械能守恒 2 在驗證機械能守恒定律的實驗中 自由落下的重錘質量要大一些 這是為了減少對實驗的影響 實驗中測定重錘的質量 填 要 或 不要 實驗小組C在驗證機械能守恒定律的實驗中發(fā)現(xiàn) 重錘減小的重力勢能總是大于重錘動能的增加 其原因主要是因為在重錘下落的過程中存在阻力作用 因此想到可以通過該實驗裝置測阻力的大小 根據(jù)已知當?shù)刂亓铀俣裙J的較準確的值為g 電源的頻率為f 又測量出物理量 他 她 們用這些物理量求出了重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小F 用字母表示 空氣阻力和打點計時器器對紙帶的阻力 不要 相鄰的兩點間的位移S1 S2 S3 S4 重錘的質量m 07屆廣東省惠陽市綜合測試卷三11 11 電磁打點計時器是一種計時裝置 請根據(jù)電磁打點計時器的相關實驗回答下列問題 1 在驗證機械能守恒定律的實驗中 質量m 1kg的重錘自由下落 在紙帶上打出一系列的點 如圖所示 相鄰計數(shù)點的時間間隔為0 02s 長度單位 cm 當?shù)氐闹亓铀俣萭 9 80m s2 那么 紙帶的端與重物相連 填 左 或 右 從起點O到打下計數(shù)點B的過程中 重力勢能的減小量為 EP J 物體動能的增加量 EK J 均取兩位有效數(shù)字 通過計算 數(shù)值 EP與 EK并不相等 這是因為 左 解 mgh 9 8 4 8 10 2 0 47J 0 47 vB 6 91 3 07 10 2 0 04 0 96m s 1 2mvB2 0 46J 0 46 下落過程中要克服阻力做功 2 某同學在測定勻變速直線運動的加速度時 得到了幾條較為理想的紙帶 他已在每條紙帶上按每5個點取好計數(shù)點 即相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔為0 1s 依打點先后編為0 1 2 3 4 5 由于不小心 幾條紙帶都被撕斷了 如圖所示 請根據(jù)給出的A B C D四段紙帶回答 B C D三段中選出從紙帶A上撕下的那段應該是 打A紙帶時 物體的加速度大小是m s2 取三位有效數(shù)字 C 0 600 江蘇省如東高級中學07年2月期末試卷12 3 12 如圖甲用包有白紙的質量為1 00kg的圓柱棒替代紙帶和重物 蘸有顏料的毛筆固定在電動機上并隨之勻速運動 當接通電源待電機穩(wěn)定轉動后 燒斷懸掛圓柱棒的細線 圓柱棒自由下落 毛筆可在圓柱棒的紙上畫出記號 圖乙是按正確操作順序畫出的一條紙帶 O是畫出的第一個痕跡 A B C D E F G是依次畫出的痕跡 設毛筆接觸棒時不影響棒的運動 測得痕跡之間沿棒方向的距離依次為OA 26 0mm AB 50 0mm BC 74 0mm CD 98 0mm DE 122 0mm EF 146 0mm 已知電動機銘牌上標有 1200r min 字樣 由此驗證機械能守恒定律 根據(jù)以上內容 可得 根據(jù)乙圖所給的數(shù)據(jù) 可知毛筆畫下痕跡B E兩時刻間棒的動能變化量為J 重力勢能的變化量為J 由此可得出的結論是 g取9 80m s2 結果保留三位有效數(shù)字 實驗中某同學利用獲得的實驗數(shù)據(jù)同時測定了當?shù)氐闹亓铀俣萭的值 假設OF間的距離為h EG間的距離s 電動機轉動頻率用f表示 有下面三種方法求重力加速度的值 分別是 2 82 2 88 在誤差范圍內 圓柱棒的機械能守恒 方法C比較妥當 方法A B都用到了t 6 f 但OA間的時間間隔一般不等于1 f 要小于它 因此t 6 f 從而A B兩種方法存在問題 題目 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全