机械能守恒定律-验证机械能守恒定律.doc

验证机械能守恒定律【例 1】在验证机械能守恒定律的实验中,有位同学按以下步骤进行实验操作: ,将连着重锤的纸带穿过限位孔,用手提住,且让手尽量靠近打点计时器 ,接通电源,,以得到几条打点纸带 D. 取下纸带, 挑选点迹清晰的纸带, 记下起始点 O, 在距离 O 点较近处选择几个连续计数点( 或计时点),并计算出各点的速度值 O点的距离,即得到重锤下落高度 mgh 和2 1 mv,看两者是否相等在以上步骤中,不必要的步骤是;有错误或不妥的步骤是(填写代表字母);更正情况是: ①, ②, ③, ④. 答案 A BCDF ①B中手应抓住纸带末端;②C中先接通电源,再松开纸带;③D中应选取离O点较远的点;④F中应计算 gh 和2 1 v. 【例 2 】某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验时, 不慎将一条选择好的纸带的前面部分损坏了, 剩下部分纸带上各点间的距离,他测出并标在纸带上, s,重力加速度为 m/s . (1) 利用纸带说明重锤(质量为 m)通过对应于 2、5两点过程中机械能守恒. (2) 说明为什么得到的结果是重锤重力势能的减小量? E稍大于重锤动能的增加量? E? 答案(1)重锤在对应 2、5两点时的速度分别为 v= 02 .02 10 ) 18 .3 80 .2( 2???? m/s= m/s v=02 .02 10 )30 .494 .3( 2???? m/s= m/s 则重锤在 2、5两点对应过程的动能增加量为? E=? E-E=2 1 mv-2 1 mv=2 1 m(v-v )= mJ 而重锤在该过程中下落的距离为? h =(++) × 10 m= × 10m 则重锤在该过程减少的重力势能为? E= mg·? h = mJ 在允许的实验误差范围内可以认为? E=? E,即机械能守恒. (2) 因重锤拖着纸带下落时,空气阻力和打点计时器的阻力做功而使重锤的机械能有损失【例 3】如图乙所示,将包有白纸的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在马达上并随之转动,使之替代打点计时器, 当烧断挂圆柱棒的线后, 圆柱棒竖直自由落下, 毛笔就在圆柱棒白纸上画出记号,如图甲所示, 测得记号之间的距离依次为 26 mm、 42 mm、 58 mm、 74 mm、 90 mm、 106 mm, 已知马达铭牌上有“1 440 r/min ”字样,请说明如何由此验证机械能守恒. 答案①由马达铭牌“1 440 r/min ”算出毛笔画的线距的时间间隔为 1440 60 1??n T s≈ s ②根据 v=T xx nn2 1??算出任意选取的画相邻两条线时圆柱棒的瞬时速度 v= 04 .02 10 ) 58 42 ( 3???? m/s= m/s v=04 .02 10 )74 58 ( 3???? m/s= m/s 故? E=2 1 mv-2 1 mv=2 1 m(v-v )=2 1 m× (-) J= mJ 而-? E= mg· CD=m× 10× 58× 10 J=0