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驗證機械能守恒定律 [實驗?zāi)康腯 驗證機械能守恒定律. [實驗原理] 當(dāng)物體自由下落時.只有重力做功.物體的重力勢能和動能互相轉(zhuǎn)化.機械能守恒.若某一時刻物體下落的瞬時速度為v.下落高度為h.則應(yīng)有:mgh= mv2.借助打點計時器.測出重物某時刻的下落高度h和該時刻的瞬時速度v.即可驗證機械能是否守恒.實驗裝置如圖所示. 測定第n點的瞬時速度的方法是:測出第n點的相鄰前.后兩段相等時間T內(nèi)下落的距離sn和sn+1.由公式 vn= .或由vn= 算出.如圖所示. [實驗器材] 鐵架臺.打點計時器.學(xué)生電源.導(dǎo)線.帶鐵夾的重綞.紙帶.米尺. [實驗步驟] 1．按如圖裝置把打點計時器安裝在鐵架臺上.用導(dǎo)線把打點計時器與學(xué)生電源連接好. 2．把紙帶的一端在重錘上用夾子固定好.另一端穿過計時器限位孔.用手豎直提起紙帶使重錘�？吭诖螯c計時器附近. 3．接通電源.松開紙帶.讓重錘自由下落. 4．重復(fù)幾次.得到3-5條打好點的紙帶. 5．在打好點的紙帶中挑選第一.二兩點間的距離接近2mm.且點跡清晰一條紙帶.在起始點標(biāo)上0.以后各依次標(biāo)上1.2.3--.用刻度尺測出對應(yīng)下落高度h1.h2.h3--. 6．應(yīng)用公式vn= 計算各點對應(yīng)的即時速度v1.v2.v3--. 7．計算各點對應(yīng)的勢能減少量mghn和動能的增加量 mvn2.進(jìn)行比較. [注意項事] 1．打點計時器安裝時.必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上.以減小摩擦阻力. 2．選用紙帶時應(yīng)盡量挑第一.二點間距接近2mm的紙帶. 3．因不需要知道動能和勢能的具體數(shù)值.所以不需要測量重物的質(zhì)量. [例題] 1．在“驗證機械能守恒定律 的實驗中.已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz.查得當(dāng)?shù)氐闹丶铀俣萭=9.80m/s2.測得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg.實驗中得到一條點跡清晰的紙帶.把第一個點記作O.另連續(xù)的4個點A.B.C.D作為測量的點.經(jīng)測量知道A.B.C.D各點到O點的距離分別為62.99cm.70.18cm.77.76cm.85.73cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù).可知重物由O點到運動C點.重力勢能減少量等于 J.動能的增加量等于 J. 答案:7.62.7.57 2．在本實驗中.所用電源的頻率為50Hz.某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶.用刻度尺測量時各計數(shù)點位置對應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖所示.(圖中O是打點計時器打的第一個點.A.B.C.D.E分別是以每打兩個點的時間作為計時單位取的計數(shù)點).根據(jù)紙帶求: (1)重錘下落的加速度. (2)若重錘質(zhì)量為mkg.則重錘從起始下落至B時.減少的重力勢能為多少? (3)重錘下落到B時.動能為多大? 的數(shù)據(jù)可得什么結(jié)論?產(chǎn)生誤差的主要原因是什么? 答案:(1)9.69m/s2,(2)|△Ep|=1.95mJ,(3)Ek=1.89mJ,(4)在實驗誤差允許的范圍內(nèi).重錘重力勢能的減少等于其動能的增加.機械能守恒.產(chǎn)生誤差的主要原因是重錘下落過程中受到阻力(空氣阻力.紙帶與限位孔間的摩擦阻力)的作用. 4. 碰撞中的動量守恒 [實驗?zāi)康腯 研究在彈性碰撞的過程中.相互作用的物體系統(tǒng)動量守恒. [實驗原理] 一個質(zhì)量較大的小球從斜槽滾下來.跟放在斜槽前邊小支柱上另一質(zhì)量較小的球發(fā)生碰撞后兩小球都做平拋運動.由于兩小球下落的高度相同.所以它們的飛行時間相等.這樣如果用小球的飛行時間作時間單位.那么小球飛出的水平距離在數(shù)值上就等于它的水平速度.因此.只要分別測出兩小球的質(zhì)量m1.m2.和不放被碰小球時入射小球在空中飛出的水平距離s1.以及入射小球與被碰小球碰撞后在空中飛出的水平距離s1'和s2'.若m1s1在實驗誤差允許范圍內(nèi)與m1s1'+m2s2'相等.就驗證了兩小球碰撞前后總動量守恒. [實驗器材] 碰撞實驗器.兩個半徑相等而質(zhì)量不等的小球,白紙,復(fù)寫紙,天平和砝碼,刻度尺.游標(biāo)卡尺.圓規(guī)等. [實驗步驟] 1．用天平測出兩個小球的質(zhì)量m1.m2. 2．安裝好實驗裝置.將斜槽固定在桌邊.并使斜槽末端點的切線水平. 3．在水平地上鋪一張白紙.白紙上鋪放復(fù)寫紙. 4．在白紙上記下重錘線所指的位置O.它表示入射球m1碰前的位置. 5．先不放被碰小球.讓入射球從斜槽上同一高度處由靜止開始滾下.重復(fù)10次.用圓規(guī)作盡可能小的圓把所有的小球落點圈在里面.圓心就是入射球不碰時的落地點的平均位置P. 6．把被碰球放在小支柱上.調(diào)節(jié)裝置使兩小球相碰時處于同一水平高度.確保入射球運動到軌道出口端時恰好與被碰球接觸而發(fā)生正碰. 7．再讓入射小球從同一高度處由靜止開始滾下.使兩球發(fā)生正碰.重復(fù)10次.仿步驟(5)求出入射小球的落點的平均位置M和被碰小球落點的平均位置N. 8．過O.N作一直線.取OO'=2r(可用游標(biāo)卡尺測出一個小球的直徑.也可用刻度尺測出緊靠在一起的兩小球球心間的距離).O'就是被碰小球碰撞時的球心豎直投影位置. 9．用刻度尺量出線段OM.OP.O'N的長度. 10．分別算出m1· 與m1· +m2· 的值.看m1· 與m1· +m2· 在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等. [注意事項] 1．應(yīng)使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量. 2．要調(diào)節(jié)好實驗裝置.使固定在桌邊的斜槽末端點的切線水平.小支柱與槽口間距離使其等于小球直徑.而且兩球相碰時處在同一高度.碰撞后的速度方向在同一直線上. 3．每次入射小球從槽上相同位置由靜止?jié)L下.可在斜槽上適當(dāng)高度處固定一檔板.使小球靠著檔板.然后釋放小球. 4．白紙鋪好后不能移動. [例題] 1．因為下落高度相同的平拋小球的 相同.所以我們在“碰撞中的動量守恒 實驗中可以用 作為時間單位.那么.平拋小球的 在數(shù)值上等于小球平拋的初速度. 答案:飛行時間.飛行時間.水平位移. 2．某同學(xué)用圖1所示裝置通過半徑相同的A.B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律.圖中PQ是斜槽.QR為水平槽.實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下.落到位于水平地面的記錄紙上.留下痕跡.重復(fù)上述操作10次.得到10個落點痕跡.再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方.讓A球仍從位置G由靜止開始滾下.和B球碰撞后.A.B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡.重復(fù)這種操作10次.圖1中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點.B球落點痕跡如圖2所示.其中米尺水平放置.且平行于G.R.O所在的平面.米尺的零點與O點對齊. (1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為 cm. (2)在以下選項中.哪些是本次實驗必須進(jìn)行的測量?答: . A．水平槽上未放B球時.測量A球落點位置到O點的距離 B．A球與B球碰撞后.測量A球落點位置到O點的距離 C．測量A球或B球的直徑 D．測量A球和B球的質(zhì)量 E．測量G點相對于水平槽面的高度. 答案:(1)如圖所示.用一紅色的圓盡可能多的把小球落點圈在里面.由此可見圓心O的位置是65.7cm.這也是小球落點的平均位置. (2)本實驗中要測量的數(shù)據(jù)有:兩個小于的質(zhì)量m1.m2.三個落點的距離s1.s2.s3.所以應(yīng)選ABD.注意此題實驗裝置與我們前面講的實驗裝置的不同.該實驗中被碰小球拋出點即為O點.所以C選項不選.不要受思維定勢的影響.要具體問題具體分析. 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

驗證機械能守恒定律的實驗采用重物自由下落的方法．
（1）用公式1/2mv2=mgh時，對紙帶上起點的要求是
重錘是從初速度為零開始
重錘是從初速度為零開始
．為此目的，所選擇的紙帶第一、第二兩點間距應(yīng)接近
2mm
2mm
．
（2）若試驗中所用重錘質(zhì)量m=1kg，打點紙帶的記錄如圖所示，打點時間間隔為0.02s，則記錄B點時，重錘的速度vB=
0.59m/s
0.59m/s
，重錘的動能EAB=
0.174J
0.174J
．從開始下落至B點，重錘的重力勢能減少量是
0.173J．
0.173J．
，因此可能得出的結(jié)論是
在誤差允許范圍內(nèi)，重物下落的機械能守恒．
在誤差允許范圍內(nèi)，重物下落的機械能守恒．
．

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“驗證機械能守恒定律”的實驗采用重物自由下落的方法．
（1）用公式
1
2
mv2=mgh時，對紙帶上起點的要求是初速度為
 
，為達(dá)到此目的，所選擇的紙帶第一、二兩點間距應(yīng)接近
 
mm．
（2）若實驗中所用重錘質(zhì)量m=1kg，打點紙帶如甲圖所示，打點時間間隔為0.02s，則記錄B點時，重錘速度vB=
 
m/s，重錘的動能EkB=
 
J，從開始下落起至B點，重錘的重力勢能減少量為
 
J． （計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（3）根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點的速度值，量出下落的距離，則以
v2
2
為縱軸，以h為橫軸畫出的圖線應(yīng)是乙圖中的
 
．
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驗證機械能守恒定律的實驗采用重物自由下落的方法：

　�。�1）用公式時對紙帶起點的要求是＿＿＿；為此目的，所選擇的紙帶第1、2兩點間距離應(yīng)接近＿＿＿＿。

　　(2)若實驗中所用重錘質(zhì)量m＝1kg，打點紙帶如圖所示，打點時間間隔為0.02s，則記錄B點時，重錘的速度vB＝＿＿＿，重錘動能能EKB＝＿＿＿，從開始下落起至B點，重錘的重力勢能減少量是＿＿＿，因此可得出的結(jié)論是＿＿＿＿＿＿。

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“驗證機械能守恒定律”的實驗采用重物自由下落的方法．

? (1)用公式mgh=mv2時，對紙帶上起點的要求是____________，為此目的，所選擇的紙帶一、二兩點間距應(yīng)接近_______________．

? (2)若實驗中所用的重錘質(zhì)量m＝1kg，打點紙帶如圖所示，打點時間間隔為0．02s，則記錄B點時，重錘的速度vB=__________，重錘動能EkB=___________．從開始下落起至B點，重錘的重力勢能減少量是____________，因此可得出的結(jié)論是___________．

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驗證機械能守恒定律的實驗采用重物自由下落的方法:
（1）．用公式時對紙帶上起點的要求是　　　　　　　　　　       ，為此目的，所選擇的紙帶第１，２兩點間距應(yīng)接近　　　　．
（2）．若實驗中所用重錘質(zhì)量ｍ＝１kg，打點紙帶如下圖所示，打點時間間隔為0.02s,則記錄B點時,重錘的速度＝     　　　，重錘動能＝　　　　　　　．從開始下落起至Ｂ點，重錘的重力勢能減少量是ΔEP＝　　　　　　　　　　　，因此可以得出的結(jié)論是　　　　　　　　　　　　　　　．（g="10" m/s2）

(3).即使在實驗操作規(guī)范，數(shù)據(jù)測量及數(shù)據(jù)處理很準(zhǔn)確的前提下，該實驗求得的ΔEP也一定略     ΔEK(填大于或小于)，這是實驗存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果，該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因是                       。
(4)．根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點的速度υ，量出下落的距離ｈ，則以為縱軸，以ｈ為橫軸畫出的圖線應(yīng)是下圖中的（   ）

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