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实验六 验证机械能守恒定律
【典例分析】





【提升训练】
1.(3 分)在利用重物做自由落体运动探索动能与重力势能的转化和守恒的实验中,下列说法中正确的是 ( )

A.选重锤时稍重一些的比轻的好 B.选重锤时体积大一些的比小的好 C.实验时要用秒表计时,以便计算速度 D.打点计时器选用电磁打点计时器比电火花计时器要好

3.(3 分)如图 1 是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带.有关尺寸在图中已注明.我们选中 n 点来验证机械能守恒定律.下面举一些计算 n 点速度的方法,其中正确的是( )

4.(5 分)在验证机械能守恒的实验中选出一条纸带如图 2 所示,以 O 为起始点,A、B、C 三个计数点. 打点计时器接通 50 Hz 的交流电, 用最小刻度为毫米的刻度尺测得 OA=11.13 cm、 OB=17.75 cm、 OC=25.9 cm.





这三个数据中不符合有效数字要求的是______,应该写成__________cm,在计数点 A 和 B,B 和 C 之间 还各有一个点,重锤的质量为 m,根据以上数据,当振针打至 B 点时重锤的重力势能比开始下落时减少了 _______,这时它的动能增加了__________.(g 取 9.80 m/s2)由此得出的结论是 _____________________________. 5.(4 分)验证机械能守恒定律的实验步骤编排如下: A.把打点计时器固定在铁架台上,并用导线将打点计时器接在低压交流电源上 B.将连有重物的纸带穿过限位孔,用手提着纸带,让手尽量靠近打点计时器 C.松开纸带,接通电源 D.更换纸带,重复几次,选点迹清晰的纸带进行测量 在上述实验步骤中错误的是______和______. 6.(4 分)在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中 (1)打点计时器所接交流电的频率为 50 Hz,甲、乙两条实验纸带如图 3 所示,应选_______纸带好. (2)若通过测量纸带上某两点间距离来计算某时刻的瞬时速度,进而验证机械能守恒定律.现已测得甲纸带 上 2、4 两点间距离为 s1,0、3 两点间距离为 s2,打点周期为 T,为了验证 0、3 两点间机械能守恒,则 s1、 s2 和 T 应满足的关系式为_________.

7.(2009·广州高一检测) 分) (8 (1)为进行“验证机械能守恒定律”的实验,有下列器材可供选择: A.铁架台 键 B.打点计时器 C.复写纸 D.纸带 E.低压交流电源 F.天平 G.秒表 H.导线 I.电

K.刻度尺

上述器材不必要的是_______(只填字母代号) ,缺少的器材是________________. (2) 实验中下列物理量中需要直接测量的量有________, 通过计算可得到的量有________ (填字母序号) . A.重锤质量




B.重力加速度 C.重锤下落的高度 D.与下落高度相应的重锤的瞬时速度 8.(2009·柳州高一检测) 分)某同学利用如图 4 所示的实验装置验证机械能守恒定律.弧形轨道末端水 (8 平,离地面的高度为 H.将钢球从轨道的不同高度 h 处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为 s.

(3)对比实验结果与理论计算得到的 s2-h 关系图线(图中已画出).自同一高度静止释放的钢球,水平抛 出的速率__________(选填“小于”或“大于” )理论值. (4)从 s2-h 关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因是 _________.

【解析及参考答案】
1. 【解析】选 A.选用的重锤宜重一些,可以使重力远远大于阻力,阻力可忽略不计,从而减小实验误差, 故 A 正确;重锤的体积越大,下落时受空气阻力越大,实验误差就越大,故 B 错误;不需用秒表计时,打 点计时器就是计时仪器,比秒表计时更为精准,故 C 错误;电磁打点计时器的振针与纸带间有摩擦,电火 花计时器对纸带的阻力较小,故应选电火花计时器,D 错误.

2. 3. 4. 【解析】选 C、D.n 点瞬时速度等于 xn 与 xn+1 段的平均速度,故 C、D 正确,A、B 错. 【解析】由题意知,OA、OB、OC 都应是准确读出毫米数,但 OC 只准确读出了厘米数,故 OC 的长

度为 25.9 不符合有效数字的要求,应该写成 25.90.




5. 【解析】 实验时应先接通电源, 让振针振动稳定后再释放纸带, 打出来的点的时间间隔才能保证是 0.02 s.B 步骤中应让重物尽量靠近打点计时器,而不是让手靠近;C 步骤中应先接通电源,后释放纸带. 答案:B C

6. mv2,即 gh= v2,不需测量 m.不需要用天平,h 用刻度尺测量.不需要

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