第七章 机械能守恒定律 实验:验证机械能守恒定律 基础过关练 题组一 课本经典实验 1.在“验证机械能守恒定律”实验中得到如图所示的一条纸带,在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC,已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。 (1)纸带的 (填“左”或“右”)端与重物相连。? (2)设重物质量为m,在打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量大小为 ,动能变化量大小为 。? (3)实验中,发现重物减少的重力势能总是大于重物增加的动能,造成这种现象的主要原因是? 。? 2.用如图甲所示实验装置验证A、B组成的系统机械能守恒。B从高处由静止开始下落,A上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),所用电源的频率为50 Hz,计数点间的距离如图所示。已知A、B的质量分别为mA=50 g、mB=150 g,则(g取9.8 m/s2,结果保留两位有效数字) 甲 乙 (1)在纸带上打下计数点5时的速度v5= m/s。? (2)在打点0～5过程中系统动能的增加量ΔEk= J,系统势能的减少量ΔEp= J,由此得出的结论是 。? (3)若某同学作出v2-h图象如图丙,则当地的实际重力加速度g= m/s2。? 丙 题组二 拓展创新实验 3.如图所示,气垫导轨上滑块的质量为M,钩码的质量为m,遮光条的宽度为d。气源开通后滑块在牵引力的作用下先后通过两个光电门的时间为Δt1和Δt2。当地的重力加速度为g。 (1)若光电计时器还记录了滑块从光电门1到光电门2的时间Δt,用上述装置测量滑块的加速度,加速度的表达式为 (用所给的物理量表示)。? (2)用上述装置探究滑块的加速度a与质量M及拉力F的关系时,要用钩码重力代替绳子的拉力,则m与M之间的关系应满足 。? (3)若两光电门间的距离为L,用上述装置验证系统在运动中的机械能守恒。滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,满足关系式 时(用所给的物理量表示),滑块和钩码组成的系统机械能守恒。正常情况下,在测量过程中,系统动能的增加量总是 (填“大于”“等于”或“小于”)钩码重力势能的减少量。? 能力提升练 题组一 利用光电门验证机械能守恒定律 4.某同学设计出如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”,让小球从A点自由下落,下落过程中经过A点正下方的光电门B时,光电计时器记录下小球通过光电门的时间t,当地的重力加速度为g。 甲 (1)为了验证机械能守恒定律,该实验还需要测量下列哪些物理量 。? A.小球的质量m B.A、B之间的距离H C.小球从A到B的下落时间tAB D.小球的直径d (2)小球通过光电门时的瞬时速度v= (用题中所给的物理量表示)。? (3)调整A、B之间的距离H,多次重复上述过程,作出随H变化的图象如图乙所示,当小球下落过程中机械能守恒时,该直线的斜率k0= 。? 乙 (4)在实验中根据数据实际绘出的-H图象的斜率为k(k
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