某同学用如图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6V的频率为50Hz交流电和直流电两种

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  • 解题思路:解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项,只有这样才能明确每步操作的具体含义.根据重力做功和重力势能的关系可以求出重力势能的减小量;匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,由此求出B点的速度,进一步可以求出重锤动能的增加量;

    该实验利用小球经过光电门的平均速度来代替瞬时速度,根据功能关系可知该实验需要验证的关系式为:mgh=[1/2]mv2,由此可以求出该实验中需要验证的关系式.

    (1)匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,由此可以求出B点的速度大小为:

    vB=

    xAC

    tAC=1.84m/s

    对应的[1/2]v2=1.69 m2/s2,gh=1.74m2/s2

    可认为在误差范围内存在关系式[1/2]v2=gh,即可验证机械能守恒定律.

    (2)他继续根据纸带算出各点的速度v,量出下落距离h,并以

    v2

    2为纵轴、以h为横轴画出的图象,

    根据[1/2]v2=gh,所以应是图中的C.

    (3)光电门测速度的原理是用平均速度代替瞬时速度,因此有:

    v=[d/t]

    由于[1/2]v2=gh,所以

    d2

    2t2=gh

    (4)比较两个方案,改进后的方案相比原方案的最主要的优点是:没有纸带与打点计时器间的摩擦影响,提高了测量的精确程度,实验误差减小了.

    故答案为:(1)1.84、1.69、1.74、[1/2v2=gh; (2)C;(3)v=

    d

    t],

    d2

    2t2=gh;

    (4)没有纸带与打点计时器间的摩擦影响,提高了测量的精确程度,实验误差减小了.

    点评:

    本题考点: 验证机械能守恒定律.

    考点点评: 解答实验问题的关键是明确实验原理、实验目的,了解具体操作,同时加强应用物理规律处理实验问题的能力.

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