《85實驗：驗證機(jī)械能守恒定律》學(xué)案-預(yù)覽頁
【正文】 端穿過固定的光滑小圓環(huán)O，并固定在傳感器M的掛鉤上(小圓環(huán)剛好夠一根細(xì)線通過)；③讓小鐵球自由懸掛并處于靜止?fàn)顟B(tài)，從計算機(jī)中得到拉力隨時間變化的關(guān)系圖象如圖乙所示；④讓小鐵球以較小的角度在豎直平面內(nèi)的A、B之間擺動，從計算機(jī)中得到拉力隨時間變化的關(guān)系圖象如圖丙所示。(用題中所給物理量的符號來表示)6. 小明欲利用力傳感器、細(xì)線和物塊等器材驗證機(jī)械能守恒定律。7. 某同學(xué)想利用圖示裝置探究系統(tǒng)機(jī)械能守恒問題，設(shè)計了如下實驗：①將質(zhì)量分別為mA和mB(B的質(zhì)量含遮光片)的小球A、B分別固定于一輕桿的左右兩端，桿呈水平且處于靜止?fàn)顟B(tài)，測量出轉(zhuǎn)軸O到A球的距離LA和到B球的距離LB，光電門放置于轉(zhuǎn)軸O的正下方，與轉(zhuǎn)軸O的距離為LB；②釋放輕桿使A、B兩球隨輕桿順時針轉(zhuǎn)動，光電門記錄遮光片遮光的時間為Δt；③測量出遮光片的寬度d，計算有關(guān)物理量，驗證機(jī)械能守恒定律；④改變小球B的質(zhì)量，多次重復(fù)①～③步驟．(1)小球B經(jīng)過光電門時的速度vB表達(dá)式為vB=_________(用題中測量量表示)，此時小球A的速度vA表達(dá)式為vA=_________(用題中測量量表示)．(2)如果系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，應(yīng)滿足的關(guān)系式為_________________________(已知重力加速度為g，用題中測量量表示)．(3)驗證實驗結(jié)束后，該同學(xué)突發(fā)奇想：如果系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，不斷增大小球B的質(zhì)量mB，小球B過最低點的速度vB也將不斷增大，那么vB隨mB增大會趨于一個什么值？請你幫該同學(xué)解決：最終vB的值會趨于___________(已知重力加速度為g，用題中測量量表示)．8. 如圖為某實驗小組利用氣墊導(dǎo)軌做“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗裝置．將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，細(xì)繩兩端分別與托盤(含砝碼)和滑塊(含遮光條)相連，滑塊在托盤的牽引下運(yùn)動．已知光電門固定在的氣墊導(dǎo)軌上，遮光條的寬度d，托盤(含砝碼)的質(zhì)量為M，滑塊的質(zhì)量為m，重力加速度為g．(1)下列實驗操作步驟，正確順序是 vC＝＝ m/s＝ m/s(3)在驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中，有：mgs＝mv2，則有：＝gs，g是常數(shù)，所以－s圖像為過原點的傾斜直線，圖線的斜率等于g，即重力加速度，故選C.2.(1)解析 v1＝＝ m/s＝ m/s,v2＝＝ m/s＝ m/s,(2)動能增加量ΔEk＝mv22－mv12＝ ：ΔEp＝mgssin 30176。A、打點計時器使用低壓交流電源，所以實驗時把打點計時器固定在鐵架臺上，用導(dǎo)線連接低壓交流電源，故A正確；B、固定好打點計時器，將連有重物的紙帶穿過限位孔，用手提住，將紙帶和重錘提升到一定高度，盡量靠近打點計時器，故B正確；C、應(yīng)先接通電源，然后釋放重物，否則紙帶開始階段是空白，可能所采集的數(shù)據(jù)不夠，而且浪費(fèi)紙帶，故C錯誤；D、重復(fù)幾次，取得幾條打點紙帶，挑選一條清楚的紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，故D正確；本題選錯誤的，故選C．【解析】解：為了減小空氣阻力對實驗結(jié)果的影響，重錘應(yīng)選擇質(zhì)量較大、體積較小的重錘，使得重錘的重力遠(yuǎn)大于其所受到的空氣阻力，從而降低空氣阻力對實驗結(jié)果的影響，故ABC錯誤，D正確。2M+md22mg【解析】(1)由AB質(zhì)量相等，則B穿過圓環(huán)后做勻速運(yùn)動，由此解得物塊B剛穿過圓環(huán)后的速度：v=dt；(2)若該過程滿足機(jī)械能守恒，則該過程C物體減小的重力勢能轉(zhuǎn)化為整體的動能，故有：mgh=122M+mv2；(3)由上式可知，以h為縱軸，以1t2為橫軸，通過描點作出的圖線是一條過原點的直線；且由上式變形可得：h=2M+md22mgt2，由圖象的斜率含義可知，該直線的斜率：k=2M+md22mg。故選C。選用彈性小的細(xì)線?！窘馕觥俊痉治觥勘绢}利用小球擺動過程中重力勢能減少量等于動能的增加量驗證機(jī)械能守恒定律，掌握豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動經(jīng)過最低點時的受力分析利用牛頓第二定律建立合外力與向心力的關(guān)系式，通過受力求得物塊動能是本實驗的一個特色．?dāng)[動過程物塊下落的高度L，計算重力勢能的減小量；根據(jù)向心力公式進(jìn)行分析，由牛頓第二定律列式求解得到動能的增加量，利用機(jī)械能守恒定律建立關(guān)系式并且F1=mg、F2與重力的合力提供向心力，得到最終需要驗證的關(guān)系式，根據(jù)最終需要驗證的關(guān)系式判斷出各選項，明確在過程中有機(jī)械能損失的原因即可提出相應(yīng)的減小誤差的措施；7.【答案】；8.【答案】(1)③②⑤①④(或③⑤②①④)(2)dt(2)根據(jù)瞬時速度的定義式可知，滑塊經(jīng)過光電門的速度為v=dt。
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