20xx版高考物理人教版一輪學案：實驗七-驗證機械能守恒定律-【含答案】(編輯修改稿)
2025-04-03 02:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 不必要的器材有：停表、低壓直流電源、天平；缺少的器材為低壓交流電源、刻度尺。(2)某次“驗證機械能守恒定律”的實驗中，用6 V、50 Hz的打點計時器打出的一條無漏點的紙帶，如圖所示，O點為重錘下落的起點，選取的計數(shù)點為A、B、C、D，各計數(shù)點到O點的長度已在圖上標出，單位為mm， m/s2，若重錘質(zhì)量為1 kg，打點計時器打出B點時，重錘下落的速度vB＝，重錘的動能EkB＝ J。從開始下落算起，打點計時器打B點時， J。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)[解析] (1)驗證機械能守恒定律需要的器材有：鐵架臺、打點計時器、復(fù)寫紙、重錘、紙帶、導(dǎo)線、開關(guān)、低壓交流電源、刻度尺。(2)打B點時速度vB＝AC＝＝m/s＝ m/s，重錘的動能EkB＝mv＝1≈ J；重錘的重力勢能減少量ΔEp＝mgΔh＝110－3J＝ J?？键c二 實驗拓展創(chuàng)新“驗證機械能守恒定律”實驗的幾個改進措施1．物體的速度可以用光電計時器測量，以減小由于測量和計算產(chǎn)生的誤差。2．實驗裝置可以放在真空的環(huán)境中操作，如用牛頓管和頻閃照相進行驗證，以消除由于空氣阻力作用而產(chǎn)生的誤差。3．可以利用氣墊導(dǎo)軌來設(shè)計實驗，以減小由于摩擦產(chǎn)生的誤差。例2 為了驗證矩形線框自由下落時上、下邊經(jīng)過光電門的過程機械能是否守恒，使用了如圖所示的實驗裝置。已知矩形線框用直徑為d的圓形材料做成。某次實驗中矩形線框下邊和上邊先后經(jīng)過光電門的擋光時間分別為t1和t2。(1)為完成該實驗，還需通過操作測量的相應(yīng)物理量是C。A．用天平測出矩形線框的質(zhì)量mB．用刻度尺測出矩形線框下邊離光電門的高度hC．用刻度尺測出矩形線框上、下邊之間的距離LD．用停表測出矩形線框上、下邊通過光電門的時間間隔Δt(2)如果滿足關(guān)系式(請用測量的物理量和已知量來表示，重力加速度為g)，則自由下落過程中線框的機械能守恒。[解析] (1)矩形線框通過光電門的過程中，由機械能守恒定律可得mgL＋m2＝m2，即2gL＝2－2，因此，還需要用刻度尺測出矩形線框上、下邊之間的距離L，C正確。(2)由(1)知，如果滿足關(guān)系式2gL＝2－2，則自由下落過程中線框的機械能守恒。〔變式訓(xùn)練2〕某同學利用氣墊導(dǎo)軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖所示。氣墊導(dǎo)軌與水平桌面的夾角為θ，導(dǎo)軌底端P點有一帶擋光片的滑塊，滑塊和擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片的寬度為b，滑塊與沙桶由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細繩相連。導(dǎo)軌上Q點固定一個光電門，擋光片到光
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