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10.能量守恒定律 知道能量守恒定律是自然界最普遍規(guī)律之一.了解守恒思想的重要性. 通過(guò)對(duì)生產(chǎn).生活中能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例分析.體會(huì)能量守恒.運(yùn)用能量守恒定律分析實(shí)際問(wèn)題. 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律(探究碰撞中的不變量),某同學(xué)選取了兩個(gè)材質(zhì)相同,體積不等的立方體滑塊A和B,按下述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
步驟1:在A、B的相撞面分別裝上尼龍拉扣,以便二者相撞以后能夠立刻結(jié)為整體;
步驟2:安裝好實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲,鋁質(zhì)軌道槽的左端是傾斜槽,右端是長(zhǎng)直水平槽,傾斜槽和水平槽由一小段弧連接,軌道槽被固定在水平桌面上,在軌道槽的側(cè)面與軌道等高且適當(dāng)遠(yuǎn)處裝一臺(tái)數(shù)碼頻閃照相機(jī);
步驟3:讓滑塊B靜置于水平槽的某處,滑塊A從斜槽某處由靜止釋放,同時(shí)開(kāi)始頻閃拍攝,直到A、B停止運(yùn)動(dòng),得到一幅多次曝光的數(shù)碼照片;
步驟4:多次重復(fù)步驟3,得到多幅照片,挑出其中最理想的一幅,打印出來(lái),將刻度尺緊靠照片放置,如圖乙所示.
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(1)由圖分析可知,滑塊A與滑塊B碰撞發(fā)生的位置
 

①在P5、P6之間
②在P6
③在P6、P7之間
(2)為了探究碰撞中動(dòng)量是否守恒,需要直接測(cè)量或讀取的物理量是
 

①A、B兩個(gè)滑塊的質(zhì)量m1和m2
②滑塊A釋放時(shí)距桌面的高度
③頻閃照相的周期
④照片尺寸和實(shí)際尺寸的比例
⑤照片上測(cè)得的S45、S56和S67、S78
⑥照片上測(cè)得的S34、S45、S56和S67、S78、S89
⑦滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)
寫(xiě)出驗(yàn)證動(dòng)量守恒的表達(dá)式
 

(3)請(qǐng)你寫(xiě)出一條有利于提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)原理的建議:
 

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驗(yàn)證“機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)采用重物自由下落的方法:

(1)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz,查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80 m/s2,測(cè)得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg.實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖所示.把第一個(gè)點(diǎn)記作O,另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A,B,C,D作為測(cè)量的點(diǎn).經(jīng)測(cè)量知道A,B,C,D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.99 cm,70.14 cm,77.76 cm,85.73 cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),重力勢(shì)能的減少量等于_________J;動(dòng)能的增加量等于_________J.(取三位有效數(shù)字)

(2)根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點(diǎn)的速度v,量出下落距離h,則以為縱軸,以h為橫軸畫(huà)出的圖線應(yīng)是下圖中的___________

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“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)如圖采用重物自由下落的方法:

(1)實(shí)驗(yàn)中,下面哪些測(cè)量工具是必需的?   

  A.天平   B.直流電源  C.刻度尺  D.秒表

(2)實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)重錘減少的勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能,造成這種現(xiàn)象的主要原因是     

A.選用的重錘質(zhì)量過(guò)大

B.?dāng)?shù)據(jù)處理時(shí)出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤

C.空氣對(duì)重錘的阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的阻力

D.實(shí)驗(yàn)時(shí)操作不夠細(xì),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量不準(zhǔn)確

(3)實(shí)驗(yàn)中,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?i>g=9.80m/s2,所用重物的質(zhì)量為1.00kg,實(shí)驗(yàn)中得到一點(diǎn)跡清晰的紙帶,把第一點(diǎn)記作O,另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測(cè)量的點(diǎn),經(jīng)測(cè)量知道A、B、C、D到0點(diǎn)的距離分別為62.99cm,70.18cm,77.76cm,85.73cm,根據(jù)以上的數(shù)據(jù),可知重物由0運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),重力勢(shì)能的減小量等于      J,動(dòng)能的增加量等于      J。(本題中計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

(4)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是:                   

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在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量m 的重錘拖著紙帶由靜止開(kāi)始下落,在下落過(guò)程中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn).在紙帶上選取三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B和C,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為T(mén),O為重錘開(kāi)始下落時(shí)記錄的點(diǎn),各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離如圖所示,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間.

(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí),重錘下落的速度vB=
s3-s1
2T
s3-s1
2T
;
(2)從打下計(jì)數(shù)點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中,重錘重力勢(shì)能減小量△Ep=
mgs2
mgs2
,重錘動(dòng)能增加量△EK=
1
2
m(
s3-s1
2T
)2
1
2
m(
s3-s1
2T
)2

(3)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率f偏大,而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道,那么對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)哪一個(gè)物理量的測(cè)量值有偏大還是偏小的影響?說(shuō)明理由
f變大,T變小,導(dǎo)致速度變小
f變大,T變小,導(dǎo)致速度變小

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在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中,

I.第一組同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器按照?qǐng)D1所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),則
(1)對(duì)于自由下落的重物,下述選擇的條件哪種更為有利?
C
C

A.只要足夠重就可以.
B.只要體積足夠小就可以.
C.既要足夠重,又要體積非常。
D.因?yàn)椴恍枰绖?dòng)能和勢(shì)能的具體數(shù)值,不需要測(cè)量重物的質(zhì)量,所以對(duì)重物可任意選擇.
(2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz.查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2,測(cè)得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg.實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,如圖2所示,把第一個(gè)點(diǎn)記作O,在紙帶上另取連續(xù)4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測(cè)量的點(diǎn),經(jīng)測(cè)量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù),可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),重力勢(shì)能減少量等于
7.62
7.62
J,動(dòng)能的增加量等于
7.56
7.56
J.(取3位有效數(shù)字)
II.第二組同學(xué)利用圖3所示的實(shí)驗(yàn)裝置,驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)從由靜止釋放到通過(guò)光電門(mén)這一過(guò)程機(jī)械能守恒.實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),氣軌已經(jīng)調(diào)成水平狀態(tài).
(1)已知遮光條的寬度為d,實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊從圖示位置由靜止釋放,由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為t,則滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度為
d
t
d
t

(2)在本次實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有(文字說(shuō)明并用相應(yīng)的字母表示):鉤碼的質(zhì)量m、
滑塊的質(zhì)量M
滑塊的質(zhì)量M
釋放時(shí)擋光片到光電門(mén)的距離L
釋放時(shí)擋光片到光電門(mén)的距離L

(3)本實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較
1
2
(M+m)
d2
t2
1
2
(M+m)
d2
t2
mgL
mgL
(用測(cè)量的物理量符號(hào)表示)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等,從而驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能是否守恒.

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