1、17、验证机械能守恒定律基础训练1如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置示意图现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平回答下列问题：(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有_(填入正确选项前的字母)A米尺 B秒表C012 V 的直流电源 D012 V 的交流电源(2)实验中误差产生的原因有_(写出两个原因)答案：(1)AD (2)见解析解析：(1)需要米尺来测量纸带上两点之间的距离，电磁打点计时器需用交流电源，故A、D 正确(2)纸带与电磁打点计时器之间存在摩擦力；测量两点之间距离时的读数有误差；计算势能变化时，选取的两点距离过近；交流电源频率不稳定(选
2、取两个原因即可)2(2018安徽江南十校联考)在验证机械能守恒定律的实验中，所用电源的频率f50 Hz，某次实验选择一条较理想纸带，某同学用毫米刻度尺测量从起始点 O 依次到A、 B、 C、 D、 E、 F 各点的距离分别记作 x1、 x2、 x3、 x4、 x5、 x6，并记录在下表中.符号 x1 x2 x3 x4 x5 x6数值(102 m) 0.19 0.76 1.71 3.06 4.78 6.87(1)在实验过程中需要用工具进行直接测量的是( )A重锤的质量 B重力加速度C重锤下降的高度 D 重锤的瞬时速度(2)该同学用重锤在 OE 段的运动来验证机械能守恒定律已知重锤的质量为 1 k
3、g，当地的重力加速度 g9.80 m/s2.则此过程中重锤重力势能的减少量为_J，而动能的增加量为_J(结果均保留 3 位有效数字)2(3)另一位同学根据这一条纸带来计算重锤下落过程中的加速度 a，为了充分利用记录数据，尽可能减少实验操作和测量过程中的误差，他的计算式应为 a_，代入数据，求得 a_m/s 2(结果保留 3 位有效数字)因此_(填“能”或“不能”)用v gt 求重锤在 E 点处的速度答案：(1)C (2) 0.468 0.454 (3) 9.58 x6 2x3 f29不能解析：(1)在实验过程中重锤下降的高度需要用工具进行直接测量，C 项正确(2)重力势能减少量为 mgh19.
4、804.7810 2 J0.468 J.由 vE ， T ， EkE mv ，解得 EkE0.454 J.x6 x42T 1f 12 2E(3)据 x aT2得： a f29.58 m/s 2. x6 x3 x39T2 x6 2x393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 0.05 s 闪光一次，如图所示数据为实际距离，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 g9.8 m/s 2，小球质量 m0.2 kg，结果保留 3 位有效数字)时刻 t2 t3 t4 t5速度(m/s) 4.99 4.48 3.98(1)由频闪照片上的数据计算 t5时刻小球的速度
5、 v5_m/s.(2)从 t2到 t5时间内，重力势能的增量 Ep_J，动能的减少量 Ek_J.(3)在误差允许的范围内，若 Ep与 Ek近似相等，即可验证了机械能守恒定律由上述计算得 Ep_(填“” “” “”或“ 天平 甲 图乙中还受到细线与滑轮的阻力的影响 (2)0.867 0.852 在误差允许的范围内，重物下落时机械能守恒解析：(1)在甲图中为了减少空气阻力的影响，选择体积小、密度大的重物；在图乙中， m2在 m1的拉力作用下向上运动，所以 m1m2.两重物质量不等，分析系统损失的重力势能是否近似等于增加的动能时，两边质量不能约去，故需要天平测量两重物的质量题图乙中所示实验还受到细线与滑轮的阻力的影响，机械能损失较大，故题图甲所示实验方案较为合理(2)重力势能减少量为 Ep mghOB0.867 J；打 B 点时重物的速度为 vB，打 B 点时重物的动能为 EkB m 20.852 J，可见在误差允许的范xOC xOA4T 12(xOC xOA4T )围内，重物下落时机械能守恒
