还剩1页未读,继续阅读
文本内容:
.施征机裁能守恒定律
361.2021•湖南永州市第三次模拟用如图1所示的装置验证小球做自由落体运动过程中机械能守恒,图中为静止释放小球的位置,A、B、C、为固定速度传感器的位置且与在同一条竖直线上Oo—FAo—■Bo—Co-Do-tr=O图1⑴若当地重力加速度为g,还需要测量的物理量有填选项前的字母A.小球的质量mB.小球下落到每一个速度传感器时的速度PC.小球下落到每一个速度传感器时所用的时间tD.小球下落到每一个速度传感器时下落的高度h2作出共2一力图象,由图象算出其斜率比当攵=时可以认为小球做自由落体运动过程中机械能守恒3写出对减小本实验误差有益的一条建议o答案1BD2g3相邻速度传感器间的距离适当大些;选用质量大、体积小的小球做实验等其他合理表述均可解析1根据题意,机械能守恒定律的表达式可以写成〃吆/7=5加2,质量〃2可以约去,所以不需要测量物体的质量;需要测量小球下落到每一个速度传感器时的速度和小球下落到每一个速度传感器时下落的高度h;不需要测量运动时间上2由2g/得g/,所以图象的斜率表示g,可以认为小球做自由落体运动过程中2=|y2=机械能守恒
(3)减小实验误差的方法有相邻速度传感器间的距离适当大些;选用质量大、体积小的球做实验等
2.(2021•广东肇庆市第二次统一测试)用如图2所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验时,用打点计时器打出多条纸带,选出一条点迹清晰的纸带,在纸带上某段选取连续打下的五个点(如图3),记为
0、
4、B、C、D,每连续的两点之间的时间间隔相等,用刻度尺测量到
4、B、C、的距离分别为历、力
2、饱、打点计时器使用的电源频率为人测得重锤的质量为〃打C点时重锤的速度c=,此时重锤的动能比打4点时的动能增加了AEk=,此时若关系式△=,则可验证机械能守恒定律成立,已知重力加速度为外(均用题中已知物理量的字母表示)图2由;bg2图3(/4—/2)f〃疝4(〃4-2力2)合案2hl)解析利用中间时刻的速度等于平均速度,得到.=g=与生=(1;比)/\点的速度为VA=UOA=紧写,打C点时重锤的动能比打4点时的动能增加了△4=5加一/7就=就色」^—如2_,若关系式△fk=〃2g(/l3一)成立,则可验证机械能守恒定律成立
3.(2021•广东省选择考适应性测试)为了验证小球在竖直平面内摆动过程的机械能是否守恒,利用如图4(a)装置,不可伸长的轻绳一端系住一小球,另一端连接力传感器,小球质量为小,球心到悬挂点的距离为L,小球释放的位置到最低点的高度差为人实验记录轻绳拉力大小随时间的变化如图4(b),其中产m是实验中测得的最大F力传感器LL图4拉力值,重力加速度为g,请回答以下问题⑵观察图4b中拉力峰值随时间变化规律,试分析造成这一结果的主要原因3为减小实验误差,实验时应选用密度选填“较大”或“较小”的小球答案⑴但〃耳弓阳L⑵空气阻力做负功,机械能有损失⑶较大解析1小球第一次摆动至最低点的过程,重心下降了九则重力势能的减少量为△Ep=〃7g/2,小球第一次摆动至最低点,初速度为零,最低点速度为Pm,由牛2I顿第二定律有居2g=’登,而动能的增加量为0,联立解得AEkFm—mgL22根据F~t图象可知小球做周期性的摆动,每次经过最低点时拉力最大,而最大拉力逐渐变小,说明经过最低点的最大速度逐渐变小,则主要原因空气阻力做负功,导致机械能有损失;3为了减小因空气阻力带来的误差,应选择密度大体积小的球进行实验
4.2021•河北省高考模拟质量均为机的物块A、3用跨过定滑轮的不可伸长的轻绳连接,在物块B的正下方地面上固定有与计算机相连的位移传感器D,如图5a所示;在物块3上加一个质量为团的槽码C后由静止释放物块,结果在计算机上得到如图5b所示的x-f图象,x表示B到传感器的距离,/表示运动时间,Pa,份是图线上一点,c是图线的纵截距,过P点图线的切线与纵轴交点的纵坐标为d图中未画出当地重力加速度为g⑴物块B经时间a时的速度大小为;2根据题给条件和计算机显示的数据,若q,则可认为在误差允许的范围内A、B、C组成的系统机械能守恒Mgd-h1d.b辛答案⑴一1Qmogc-b]2m+〃70[一।解析1分析可知,x—f图象中某时刻质点的速度在数值上等于对应时刻图线切线的斜率,即=与22经时间a,系统重力势能减小量为mogh=7gc—b,]d—]d—动能的增加量为Z2川+m“一1J,当mgc—〃2/2m+mo[—[J时,可认为在误差允许的范围内A、
8、组成的系统机械能守恒。