實(shí)驗(yàn)六-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律(解析版)(更新版)
【正文】 度大小為 ,打出C點(diǎn)時重物下落的速度大小為 ,重物下落的加速度大小為 。【答案】(1)12f(s1+s2) 12f(s2+s3) 12f2(s3s1)(2)4011。(2)已測得s1= cm,s2= cm,s3= cm。(3)引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因有繩子有一定的質(zhì)量、滑輪與軸之間有摩擦、重物運(yùn)動受到空氣阻力等。(1)實(shí)驗(yàn)時,該同學(xué)進(jìn)行了如下操作:①將質(zhì)量均為M(A的含擋光片、B的含掛鉤)的重物用輕繩連接后,跨放在定滑輪上,處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖甲所示。(2)打點(diǎn)計時器需接交流電源,需要用刻度尺測量紙帶上點(diǎn)跡間距離,A、B兩項(xiàng)正確。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,打點(diǎn)計時器打點(diǎn)的周期為T,設(shè)重物的質(zhì)量為m,從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中,重物的重力勢能變化量ΔEp= ,動能變化量ΔEk= 。②由F=mgsin θ=mgHL可知,只要改變氣墊導(dǎo)軌左端墊高H就行,作加速度—合力圖象時,橫軸可用H表示。小車所受合力F= 。(2)實(shí)驗(yàn)操作順序?yàn)锳DBCEF?！窘馕觥緼、B兩項(xiàng)中用重力加速度g計算末速度,相當(dāng)于已經(jīng)確認(rèn)該過程中機(jī)械能守恒,故A、B兩項(xiàng)錯誤。 【典例1】(2019(2)算出12vB212vA2的值。(2)打紙帶:將紙帶的一端用夾子固定在重物上,另一端穿過打點(diǎn)計時器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點(diǎn)計時器的地方,先接通電源,后松開紙帶,讓重物帶著紙帶自由下落,更換紙帶重復(fù)做3~5次實(shí)驗(yàn)?！ ?1)安裝置:將檢查、調(diào)整好的打點(diǎn)計時器豎直固定在鐵架臺上,接好電路。(1)任取兩點(diǎn)A、B,測出hAB,算出ghAB。(4)測長度,算速度:某時刻的瞬時速度的計算應(yīng)用vn=hn+1hn12T,不能用vn=2ghn或vn=gt。,再松開紙帶,讓重物自由下落,更換新紙帶(或?qū)⒓垘Х瓊€面)重新做實(shí)驗(yàn),讓紙帶穿過打點(diǎn)計時器,用手提著紙帶,用刻度尺測出物體下落的高度h1,h2,h3,…,hn,計算出對應(yīng)的瞬時速度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之間的紙帶對應(yīng)重物的運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒,應(yīng)測出點(diǎn)2到點(diǎn)6的距離h26,要計算點(diǎn)2和點(diǎn)6的速度v2和v6,必須測出點(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。(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,物體的加速度與合力的關(guān)系”,回答下列問題:①小車的加速度a= (用上面已知測量量符號表示)。(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。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C,測得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。【解析】(1)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,需比較動能的減少量和重力勢能的增加量是否相等,A項(xiàng)正確。某同學(xué)對該裝置加以改進(jìn)后用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,如圖乙所示。(3)引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因有 (寫一條即可)。(2)重物A經(jīng)過光電門時,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。16
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