摘要:机械能守恒定律的数学形式:EK1+EP1=EK2+EP2 , E1=E2 ,ΔEP+ΔEK=0
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气垫导轨是常用的一种实验器材,它是利用气泵在带孔的导轨和滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可以视为没有摩擦。我们将光电传感器连接到计算机上就可以测量气垫导轨上两滑块的速度并自动描绘出速度―时间图象,根据图象来验证动量守恒定律和机械能守恒定律。实验装置如图甲所示。一轻弹簧的两端与两物块A、B相连接,并静止在气垫导轨上。开始计时时,突然给A一个向右的瞬时速度,使A向B运动并压缩弹簧,计算机上自动描绘出的速度―时间图象如图乙所示。

①除所给速度外实验中还应测定的物理量是 ▲ 。
②利用上述测定的t=0、t=t2两时刻的实验数据,验证动量守恒定律的数学表达式应该
是 ▲ 。 查看习题详情和答案>>
①除所给速度外实验中还应测定的物理量是 ▲ 。
②利用上述测定的t=0、t=t2两时刻的实验数据,验证动量守恒定律的数学表达式应该
是 ▲ 。 查看习题详情和答案>>
①他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为下列哪二项说法是正确的:
AC
AC
A.要平衡摩擦力 B.实验时不需要平衡摩擦力
C.钩码的重力要远小于小车的总重力 D.小车的总重力要远小于钩码的重力
②若要用图1装置验证合外力的功与动能变化之间的关系,在①的基础上,某同学用天平称量小车的总质量M.用弹簧秤称出钩码的总重力G.让钩码带动小车加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则本实验最终要验证的数学表达式为
GL=
M
-
M
| 1 |
| 2 |
| v | 2 2 |
| 1 |
| 2 |
| v | 2 1 |
GL=
M
-
M
.(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量).| 1 |
| 2 |
| v | 2 2 |
| 1 |
| 2 |
| v | 2 1 |
(2)①某同学用如题图2所示的装置来探究机械能守恒定律:实验中,得到了甲、乙、丙三条实验纸带,如图3所示,则应选
甲
甲
纸带好.在实验中若所用重物的质量为1.00kg,当地的重力加速度为g=9.80m/s2,在某次实验中得到一条点迹清晰的纸带,如图4所示,把第一个点记作O,另选取连续的4个点A、B、C、D作为测量的点,经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm,70.18cm,77.76cm、85.73cm.
②根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能的减少量等于
7.62
7.62
J,动能的增加量等于7.57
7.57
J(取三位有效数字).③由以上的计算结果可看出,重物由O点运动到C点,重力势能的减少量
大
大
于动能的增加量,试简单阐述造成这一结果的两个理由由于空气的阻力
由于空气的阻力
、纸带与打点计时器之间有摩擦
纸带与打点计时器之间有摩擦
.(1)如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律,实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即可验证机械能守恒定律,下面列举了该实验的几个操作步骤
A.按照图示的装置安装器材
B.将打点计时器接到电源的直流输出端上
C.用天平测量出重锤的质量
D.先松手释放纸带,再接通电源打出纸带
E.选择合适的纸带,测量打出的纸带上某些点到第一点之间的距离
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少了重力势能是否等于增加的动能
上述操作中没有必要进行的或者操作错误的步骤是 (填入相应的字母).
(2)某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图2所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:
①你认为还需要的实验器材有 .
②实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是 ,实验时首先要做的步骤是 .
③在②的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则本实验最终要验证的数学表达式为 (用题中的字母表示实验中测量得到的物理量).

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A.按照图示的装置安装器材
B.将打点计时器接到电源的直流输出端上
C.用天平测量出重锤的质量
D.先松手释放纸带,再接通电源打出纸带
E.选择合适的纸带,测量打出的纸带上某些点到第一点之间的距离
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少了重力势能是否等于增加的动能
上述操作中没有必要进行的或者操作错误的步骤是
(2)某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图2所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:
①你认为还需要的实验器材有
②实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是
③在②的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则本实验最终要验证的数学表达式为
(1)如图1是验证动能定理的装置,除图示器材外,还有打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸,天平和细沙.

①你认为还需要的实验器材有
②实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,应满足的实验条件是
③图2是滑块(质量为M)在沙和沙桶的总质量为m条件下做匀加速直线运动的纸带.测量数据已用字母表示在图中,打点计时器的打点周期为T.则本实验最终要验证的数学表达式为
(2)某同学做“验证机械能守恒定律”实验

①该同学开始实验时情形如图3所示,接通电源释放纸带.请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方:
(i)
②该同学经修改错误后,在正确操作下,研究从静止开始下落的物体所受阻力的情况,得到如图4所示的纸带(A、B、C、D、E均为相邻的打点),测出A、C间的距离为14.77cm,点C、E间的距离为16.33cm.已知当地重力加速度为10m/s2,电源的频率为50Hz,重锤质量为m=1.0kg,设重锤所受阻力大小不变.在从A下落到E的过程中,通过C点时的即时速度大小为
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①你认为还需要的实验器材有
刻度尺
刻度尺
.②实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,应满足的实验条件是
沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量
沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量
,实验时首先要做的步骤是平衡摩擦力
平衡摩擦力
.③图2是滑块(质量为M)在沙和沙桶的总质量为m条件下做匀加速直线运动的纸带.测量数据已用字母表示在图中,打点计时器的打点周期为T.则本实验最终要验证的数学表达式为
mgxAB=
M(
)
| 1 |
| 2 |
| ||||
| 4T2 |
mgxAB=
M(
)
.(用题中的字母表示)| 1 |
| 2 |
| ||||
| 4T2 |
(2)某同学做“验证机械能守恒定律”实验
①该同学开始实验时情形如图3所示,接通电源释放纸带.请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方:
(i)
接错直流电源
接错直流电源
;(ii)重物离打点计时器太远
重物离打点计时器太远
.②该同学经修改错误后,在正确操作下,研究从静止开始下落的物体所受阻力的情况,得到如图4所示的纸带(A、B、C、D、E均为相邻的打点),测出A、C间的距离为14.77cm,点C、E间的距离为16.33cm.已知当地重力加速度为10m/s2,电源的频率为50Hz,重锤质量为m=1.0kg,设重锤所受阻力大小不变.在从A下落到E的过程中,通过C点时的即时速度大小为
3.89
3.89
m/s,阻力大小为0.25
0.25
N.(结果均保留三位有效数字)用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量及相关计算,即可验证机械能守恒定律.
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是 .
(2)若实验中得到一条纸带,数据如图2,0是纸带上的第一个点,1、2、3是纸带上连续的三个点.当地的重力加速度为g,打点计时器的周期为T.设重锤质量为m.要验证0至2的机械能守恒,则本实验最终要验证的数学表达式为 .(用题中及图中所给字母表示)

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(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是
(2)若实验中得到一条纸带,数据如图2,0是纸带上的第一个点,1、2、3是纸带上连续的三个点.当地的重力加速度为g,打点计时器的周期为T.设重锤质量为m.要验证0至2的机械能守恒,则本实验最终要验证的数学表达式为