定律
f命题点一教材原型实验
例1
2017天津理综92如图2所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从
静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律
图21对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是A重物选用质量和密度较大的金属锤B两限位孔在同一竖直面内上下对正C精确测量出重物的质量D用手托稳重物,接通电源后,撤手释放重物2某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图3所示纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有
图3AOA、AD和EG的长度BOC、BC和CD的长度CBD、CF和EG的长度DAC、BD和EG的长度答案1AB2BC
解析1重物选用质量和密度较大的金属锤,能够减小空气阻力的影响,以减小误差,故A正确;两限位孔在同一竖直面内上下对正,减小纸带和打点计时器之间的阻力,以减小误差,11故B正确;验证机械能守恒定律的原理是:mgh=mv22-mv12,重物质量可以消掉,无需22精确测量出重物的质量,故C错误;用手托稳重物,接通电源后,撤手释放重物对减小实验误差无影响,故D错误
f12利用纸带数据,根据mgh=mv2即可验证机械能守恒定律要从纸带上测出重物下落的高2度并计算出对应的速度,选项A、D的条件中,下落高度与所能计算的速度不对应;选项B的条件符合要求,可以取重物下落OC时处理;选项C中,可以求出C、F点的瞬时速度,11又知CF间的距离,可以利用mv22-mv12=mgΔh验证机械能守恒定律22变式12016北京理综212利用图4装置做“验证机械能守恒定律”的实验
图41为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的A动能变化量与势能变化量B速度变化量和势能变化量C速度变化量和高度变化量2除带夹子的重物、纸带、铁架台含铁夹、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是A交流电源B刻度尺C天平含砝码
3实验中,先接通电源,再释放重物,得到图5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设重物的质量为m从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量ΔEp=,动能变化量ΔEk=
图54大多数学生的实验结r