用如图7-9-8所示的实验装置验证机械能守恒定律,实验所用的电源为学生电源,输出电压为6 V的交流电和直流电两种.重物从高处由静止开始下落,重物上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即能验证机械能守恒定律.
下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器材;
B.将打点计时器接到电源的直流输出端上;
C.用天平测量出重物的质量;
D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;
F.根据测量的结果计算分析重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的
动能.
指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤,将其选项对应的字母填在下面的横线上,并说明其原因:
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某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔0.05s闪光一次,图中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8 ,小球质量m=0.2kg,计算结果保留三位有效数字):
时刻 | t2 | t3 | t4 | t5 |
速度(m·s-1) | 4.99 | 4.48 | 3.98 |
如图所示,物块A和B , 分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端,放手后,A向下B向上加速运动,现要利用此装置验证机械能守恒定律.
①物块A和B的质量;
②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间;
③绳子的长度.
①绳的质量要轻;
②尽量保证物块只沿竖直方向运动,不要摇晃;
③两个物块的质量之差要尽可能小.
以上建议中确实对提高准确程度有作用的是.
在用落体法验证机械能守恒定律时,某小组按照正确的操作选得纸带如图7-9-9.其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中.(已知当地的重力加速度g=9.80 m/s2 , 重锤质量为m=1 kg,计算结果均保留3位有效数字)
4图7-9-9
①图中的三个测量数据中不符合有效数字读数要求的是段的读数,应记作cm;
②甲同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,他用AC段的平均速度作为B点对应的瞬时速度vB , 则求得该过程中重锤的动能增加量ΔEk=J,重力势能的减少量ΔEp=J . 这样验证的系统误差总是使ΔEkΔEp(选填“>”、“<”或“=”);
③乙同学根据同一条纸带,同一组数据,也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,将打点计时器打下的第一个点O记为第1个点,图中的B是打点计时器打下的第9个点.因此他用v=gt计算与B点对应的瞬时速度vB , 求得动能的增加量ΔEk=J这样验证的系统误差总是使ΔEkΔEp(选填“>”、“<”或“=”).
④上述两种处理方法中,你认为合理的是同学所采用的方法.(选填“甲”或“乙”)
利用图7-9-11装置做“验证机械能守恒定律”的实验.
图7-9-11
图7-9-12是实验中得到的一条纸带.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.
重锤质量用m表示,已知当地重力加速度为g , 打点计时器打点的周期为T.从打下O点到打下B点的过程中,重锤重力势能的减少量|ΔEp|=,动能的增加量ΔEk=.
图7-9-12
某同学在纸带上选取计数点后,测量它们到起始点O的距离h , 并计算出打相应计数点时重锤的速度v , 通过描绘 -h图象去研究机械能是否守恒.若实验中重锤所受阻力不可忽略,且阻力大小保持不变,从理论上分析,合理的 -h图象是图7-9-13中的.
图7-9-13
为了探究机械能守恒定律,岳口高中的金金设计了如图7-9-14甲所示的实验装置,并提供了如下的实验器材:
A.小车
B.钩码
C.一端带滑轮的木板
D.细线
E.电火花计时器
F.纸带
G.毫米刻度尺
H.低压交流电源
I.220 V的交流电源
图7-9-14