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专题 37 实验:验证机械能守恒定律
1.
[2022 ·广东省湛江市四中期中考试]利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验.
为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化
量.
(1)实验中,先接通电源,再释放重物,得到如图所示的一条纸带.在纸带上选取三个
A B C O h h h
连续打出的点 、 、 ,测得它们到起始点 的距离分别为 、 、 .已知当地重力加速度
A B C
g T m O B
为 ,打点计时器打点的周期为 .设重物的质量为 .从打 点到打 点的过程中,重物的
E E
重力势能变化量Δ =________,动能变化量Δ =________.
p k
(2)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是________.
v gt
A.利用公式 = 计算重物速度
v gh
B.利用公式 = 2 计算重物速度
C.空气阻力和摩擦力的影响
D.没有采用多次实验取平均值的方法
(3)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒,在纸带上选取多个计数点,测量它们到
O h v v2 h
起始点 的距离 ,计算对应计数点的重物速度 ,描绘 图像,并做如下判断:若图
k
像是一条过原点的直线,图像斜率满足 =________,则重物下落过程中机械能守恒.
2.[2022 ·河南省六市联考]某实验小组设计实验验证机械能守恒定律,实验装置示意
图如图所示,在铁架台上用铁夹固定好一个力传感器,一根长为 L 的不可伸长的细线上端固
定在力传感器上,下端固定在小球上(小球视为质点),把小球拉离平衡位置使细线偏离竖直
方向一个角度,由静止释放小球,力传感器可记录小球在摆动过程中细线拉力大小,实验测
得小球在平衡位置静止时传感器的读数为 F .
0
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(1)某次实验测得释放小球时的位置与最低点的高度差为 h,小球运动到最低点时力传
感器的示数为 F,则需要验证机械能守恒定律的表达式为________(用已知和测量的物理量
的符号表示).
F
(2)实验过程中要求力传感器的最大读数不超过 2 ,则释放小球时细线与竖直方向夹角
0
θ
不超过_
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