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第四章第五节验证机械能守恒定律
1.在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列说法或做法正确的是()
A.必须用秒表测重物下落的时间
B.选用质量小的重物可减小实验误差
C.实验时必须先用天平测出重物的质量
2.下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法,正确的是()
A.重物质量的称量不准会造成较大误差
B.重物质量选用得大些,有利于减小误差
C.重物质量选用得较小些,有利于减小误差
D.打点计时器选用电磁打点计时器比电火花计时器误差要小
3.(多选)用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,在下面所列举的该实验的几个操作步骤中,没有必要进行的或者错误的步骤是()
A.按照图示的装置安装器件
B.将打点计时器接到学生电源的交流输出端上
C.用天平测量出重物的质量
D.先放手让纸带和重物下落,再接通电源开关
E.在打出的纸带上,依据打点的先后顺序选取A、B、C、D四个合适的相邻点,通过测量计算得出B、C两点的速度为vB、vC,并测出B、C两点间的距离为h
F.在误差允许范围内,看减少的重力势能mgh是否等于增加的动能eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)-eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B),从而验证机械能守恒定律
4.某次“验证机械能守恒定律”的实验中,用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带,如图所示,O点为重锤下落的起点,选取的计数点为A、B、C、D,各计数点到O点的长度已在图上标出,单位为毫米,重力加速度取9.8m/s2,重锤质量为1
(1)打点计时器打出B点时,重锤下落的速度为vB=____m/s,重锤的动能EkB=______J.
(2)从开始下落算起,打点计时器打B点时,重锤的重力势能减小量为________J.
(3)根据纸带提供的数据,得到的结论是:在误差允许的范围内,重锤从静止开始到打出B点的过程中,__________________.
5.用落体法验证机械能守恒定律的实验中:
(1)运用公式eq\f(1,2)mv2=mgh对实验条件的要求是__________,为达到此目的,所选择的纸带第1、第2两点间的距离应接近________.
(2)若实验中所用重锤的质量m=1kg,打点纸带如图所示,打点时间间隔为s,则记录B点时,重锤的速度vB=________,重锤的动能Ek=________,从开始下落起至B点重锤的重力势能减少量是________,
(3)根据纸带算出相关各点的速度v,下落距离h,则以eq\f(v2,2)为纵轴,以h为横轴画出的图象应是()
答案
1D2B3CD
4(1)重锤下落的速度
vB=eq\f(hAC,2T)=eq\f((-)×10-3,2×m/s=1.17m/s.
重锤在打出B点时的动能
EkB=eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)=eq\f(1,2)×1×J=J.
(2)打点计时器打B点时,重锤的重力势能减小量
ΔEp减=mghOB=1×××10-3J=J.
(3)由(1)、(2)计算结果可知,重锤下落过程中,在实验允许的误差范围内,动能的增加量等于其重力势能的减少量,机械能守恒.
5(1)重锤从静止开始自由下落时,在s内的位移应为h=eq\f(1,2)gt2=eq\f(1,2)××0.022m≈2mm.
(2)vB=eq\f(sAC,2T)=eq\f((-)×10-3,2×m/s=0.58m/s,此时重锤的动能为Ek=eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)=eq\f(1,2)×1×J=J,重锤的重力势能减少量为ΔEp=mghB=1×××10-3J=J.因此在误差允许的范围内,重锤的机械能守恒.
(3)由机械能守恒定律可知,mgh=eq\f(1,2)mv2,即验证机械能守恒定律成立,只需验证eq\f(1,2)v2=gh即
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