学以致用 学海无涯 9实验:验证机械能守恒定律 对点练习 巩固·应用·反馈 1.在做“验证机械能守恒定律”的实验时,以下说法中正确的是() A.选用重锤时,密度大体积小的比密度小体积大的好 B.选用重锤时,密度小体积大的比密度大体积小的好 C.选用的重锤一定要测其质量 D.重锤的质量大小与实验准确性无关 答案A 解析验证机械能守恒定律实验中,由于重物要克服空气阻力做功,从而产 生系统误差,选用密度大体积小的重锤能减小空气阻力的影响,从而减小误 差,A正确,B、D错误;因验证量中都含有质量,故不用测重锤的质量,C 错误. 2.某同学利用如图7-9-5甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律 打点计时器 a B C 学生电源 31470.61254190.0 图7-9-5 (1)该同学开始实验时情形如图甲所示,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: ① 第1页共3页
学以致用 学海无涯 第 1 页 共 3 页 9 实验：验证机械能守恒定律 1．在做“验证机械能守恒定律”的实验时，以下说法中正确的是 ( ) A．选用重锤时，密度大体积小的比密度小体积大的好 B．选用重锤时，密度小体积大的比密度大体积小的好 C．选用的重锤一定要测其质量 D．重锤的质量大小与实验准确性无关 答案 A 解析 验证机械能守恒定律实验中，由于重物要克服空气阻力做功，从而产 生系统误差，选用密度大体积小的重锤能减小空气阻力的影响，从而减小误 差，A 正确，B、D 错误；因验证量中都含有质量，故不用测重锤的质量，C 错误． 2．某同学利用如图 7－9－5 甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律． 图 7－9－5 (1)该同学开始实验时情形如图甲所示，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： ①____________________；②___________________________________
学以致用 学海无涯 (2)该同学经修改错误并正确操作,让质量为1kg的重锤下落,通过打点计时 器在纸带上记录运动过程,打点计时器所接电源为频率是50Hz的交变电源, 纸带打点如图乙所示. 纸带上O点为重锤自由下落时的打点起点(O、A间有点未画出),选取的计数 点A、B、C、D依次间隔一个点图中未画出),各计数点与O点距离如图乙 所示,单位为mm,重力加速度为98ms2,则:(结果保留三位有效数字) 根据纸带,打点计时器打下B点时,重锤速度UB= ,重锤动能Eu 从开始下落算起,打点计时器记录B点时,重锤势能减少量为 由此可以得到的实验结论是: 答案(1)①打点计时器接了直流电 ②重锤离打点计时器太远 2)l.8ms0.690J0.692J 在实验误差允许的范围内重锤下落过程机械能守恒 解析(1)本实验使用的是打点计时器,根据打点计时器的工作原理,必须使 用交流电源,而该同学采用的是直流电源;纸带总长约1米左右,且尽可能 在纸带上多打一些点,所以应让重物紧靠打点计时器,而该同学将重物放的 位置离打点计时器太远,故该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当 的地方是:①打点计时器接了直流电;②重物离打点计时器太远. (2打点计时器所接电源为频率是50H的交变电源,选取的计数点A、B、C、 D依次间隔一个点,所以相邻的计数点的时间间隔是T=0.04s.根据匀变速 直线运动的规律:某段时间内的平均速度大小等于这段时间中间时刻的瞬时 速度大小,则有 XaC (1254-314)×10-3 OB- 2×0.04 m/s=1.175m/s≈1.18m/s 第2页共3页
学以致用 学海无涯 第 2 页 共 3 页 (2)该同学经修改错误并正确操作，让质量为 1 kg 的重锤下落，通过打点计时 器在纸带上记录运动过程，打点计时器所接电源为频率是 50 Hz 的交变电源， 纸带打点如图乙所示． 纸带上 O 点为重锤自由下落时的打点起点(O、A 间有点未画出)，选取的计数 点 A、B、C、D 依次间隔一个点(图中未画出)，各计数点与 O 点距离如图乙 所示，单位为 mm，重力加速度为 9.8 m/s2，则：(结果保留三位有效数字) 根据纸带，打点计时器打下 B 点时，重锤速度 vB＝________，重锤动能 EkB ＝________，从开始下落算起，打点计时器记录 B 点时，重锤势能减少量为 ________．由此可以得到的实验结论是：_______________________________ _________________________________________. 答案 (1)①打点计时器接了直流电 ②重锤离打点计时器太远 (2)1.18 m/s 0.690 J 0.692 J 在实验误差允许的范围内重锤下落过程机械能守恒 解析 (1)本实验使用的是打点计时器，根据打点计时器的工作原理，必须使 用交流电源，而该同学采用的是直流电源；纸带总长约 1 米左右，且尽可能 在纸带上多打一些点，所以应让重物紧靠打点计时器，而该同学将重物放的 位置离打点计时器太远，故该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当 的地方是：①打点计时器接了直流电； ②重物离打点计时器太远． (2)打点计时器所接电源为频率是 50 Hz 的交变电源，选取的计数点 A、B、C、 D 依次间隔一个点，所以相邻的计数点的时间间隔是 T＝0.04 s．根据匀变速 直线运动的规律：某段时间内的平均速度大小等于这段时间中间时刻的瞬时 速度大小，则有： vB＝ xAC 2T ＝ （125.4－31.4）×10－3 2×0.04 m/s＝1.175 m/s≈1.18 m/s
学以致用 学海无涯 根据动能的定义得:Ek=mch=,×1×(1.1752J=0.690J,从开始下落算起, 打点计时器记录B点时,重锤势能减少量为△Ep= migo=1×9.8×70.6× 10…3J=0.692J 从前面的计算可以看出重锤动能增加量近似等于重锤势能减少量,即在 误差允许的范围内重锤下落过程机械能守恒 页共3页
学以致用 学海无涯 第 3 页 共 3 页 根据动能的定义得：Ek＝ 1 2 mv 2 B＝ 1 2 ×1×(1.175)2 J＝0.690 J，从开始下落算起， 打点计时器记录 B 点时，重锤势能减少量为ΔEp＝mgxOB＝1×9.8×70.6× 10－3 J＝0.692 J 从前面的计算可以看出重锤动能增加量近似等于重锤势能减少量，即在 误差允许的范围内重锤下落过程机械能守恒．