實(shí)驗(yàn)六-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律(解析版)-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 C．用刻度尺測(cè)出矩形線框上、下邊之間的距離LD．用秒表測(cè)出線框上、下邊通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間間隔Δt(2)如果滿足關(guān)系式________________(請(qǐng)用測(cè)量的物理量和已知量來(lái)表示，重力加速度為g)，則自由下落過(guò)程中線框的機(jī)械能守恒．【答案】(1)C (2)()2－()2＝2gL【解析】 (1)根據(jù)機(jī)械能守恒的表達(dá)式，可知不需要測(cè)量其質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量過(guò)程中重力勢(shì)能的減小量，因此需要測(cè)量矩形線框上、下邊之間的距離L，不需要測(cè)量釋放時(shí)其下邊離光電門(mén)的高度h，故B錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式，可知不需要測(cè)量線框上、下邊通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間間隔Δt，故D錯(cuò)誤．(2)本實(shí)驗(yàn)中用線框上、下邊通過(guò)光電門(mén)的平均速度來(lái)代替瞬時(shí)速度，故有：v1＝，v2＝根據(jù)機(jī)械能守恒有：mgL＝mv－mv即()2－()2＝2gL.【變式2】 (2020則: (1)如用點(diǎn)2到點(diǎn)6之間的紙帶來(lái)驗(yàn)證,必須直接測(cè)量的物理量為 、 、 ,必須計(jì)算出的物理量為 , ,驗(yàn)證的表達(dá)式為 。,再松開(kāi)紙帶,讓重物自由下落,更換新紙帶(或?qū)⒓垘Х瓊€(gè)面)重新做實(shí)驗(yàn),讓紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,用手提著紙帶,用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h1,h2,h3,…,hn,計(jì)算出對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v1,v2,v3,…,vn,在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)看是否相等【解析】(1)要驗(yàn)證從點(diǎn)2到點(diǎn)6之間的紙帶對(duì)應(yīng)重物的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒,應(yīng)測(cè)出點(diǎn)2到點(diǎn)6的距離h26,要計(jì)算點(diǎn)2和點(diǎn)6的速度v2和v6,必須測(cè)出點(diǎn)1到點(diǎn)3之間的距離h13和點(diǎn)5到點(diǎn)7之間的距離h57,機(jī)械能守恒的表達(dá)式為mgh26=12mv6212mv22。(2) 寫(xiě)出本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的原理式 (用上面已知測(cè)量量和還必須測(cè)出的物理量符號(hào)表示)。(4)如果氣墊導(dǎo)軌左端墊高H可調(diào),此實(shí)驗(yàn)還可以“探究在質(zhì)量不變時(shí),物體的加速度與合力的關(guān)系”,回答下列問(wèn)題:①小車的加速度a= (用上面已知測(cè)量量符號(hào)表示)。(4)①因v1=dt1,v2=dt2,得a=dt22dt122l小車所受合力為重力的分力,即F=mgsin θ=mgHL。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C,測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC?！窘馕觥?1)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,需比較動(dòng)能的減少量和重力勢(shì)能的增加量是否相等,A項(xiàng)正確。(5)該同學(xué)的判斷依據(jù)不正確。某同學(xué)對(duì)該裝置加以改進(jìn)后用來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,如圖乙所示。②如圖乙所示,在B的下端掛上質(zhì)量為m的物塊C,讓系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)中的物體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),光電門(mén)記錄擋光片擋光的時(shí)間為Δt。(3)引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因有 (寫(xiě)一條即可)。(2)重物A經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí),系統(tǒng)的速度大小v=dΔt,如果系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)的機(jī)械能守恒,應(yīng)滿足的關(guān)系式為mgh=12(m+2M)v2=12(m+2M)dΔt2?！敬鸢浮?1)擋光片中心 (2)mgh=12(2M+m)dΔt2(3)繩子有一定的質(zhì)量、滑輪與軸之間有摩擦、重物運(yùn)動(dòng)受到空氣阻力等 (4)①a=mg2M+m?、谥亓铀俣萭【針對(duì)訓(xùn)練5】某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,其中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為交流電源,可以使用的頻率有20 Hz、30 Hz和40 Hz。16
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