4.機械能守恒定律的幾種表達式: (1)物體或系統(tǒng)初態(tài)總機械能E1等于未態(tài)的總機械能E2.此時應選定零勢能面. (2)系統(tǒng)減少的勢能△Ep減等于增加的動能△Ek增.即△Ep減 = △Ek增(或△Ep增 = △Ek減) (3)系統(tǒng)內只有A.B兩物體時.則A減少的機械能△EA減等于B增加的機械能△EB增 規(guī)律方法 [例1]一物塊由靜止開始從粗糙斜面上的某點加速下滑到另一點.在此過程中重力對物體塊做的功等于 ( D ) A.物塊動能的增加量 B.物塊重力勢能的減少量與物塊克服摩擦力做的功之和 C.物塊重力勢能的減少量和物塊動能的增加是以及物塊克服摩擦力做的功之和 D.物塊動能的增加量與物塊克服摩擦力做的功之和 訓練題 如圖所示.彈簧下端掛一質量為m的物體.物體在豎直方向上做振幅為A的簡諧運動.當物體振動到最高點時.彈簧正好為原長.則物體在振動過程中 A.物體在最低點時的彈力大小應為2mg B.彈簧的彈性勢能和物體動能總和不變 C.彈簧的最大彈性勢能等于2mgA D.物體的最大動能應等于mgA [例2]如圖所示.跨過同一高度處的定滑輪的細線連接著質量相同的物體A和B.A套在光滑水平桿上.定滑輪離水平桿的高度h=0.2m.開始時讓連著A的細線與水平桿的夾角θ1 = 37°.由靜止釋放B.當細線與水平桿的類角θ2 = 53°時.A的速度為多大?在以后的運動過程中.A所獲得的最大速度為多大?(設B不會碰到水平桿.sin37° = 0.6.sin53° = 0.8.取g = 10m/s2) [解析]對A.B兩物體組成的系統(tǒng).只有動能和重力勢能的相互轉化.機械能守恒.設繩與水平桿夾角θ2=53°時.A的速度為υA.B的速度為υB.此過程中B下降的高度為h1.則有: mgh1 = 1/2mυ+1/2mυ.其中h1 = .υAcosθ1 = υB 代入數(shù)據(jù).解以上關系式得:υA = 1.1m/s A沿著桿滑到左側滑輪正下方的過程.繩子拉力對A做正功.A做加速運動.此后繩子拉力對A做負功.A做減速運動.故當θ3 = 90°時.A的速度最大.設為υAm.此時B下降到最低點.B的速度為零.此過程中B下降的高度為h2.則有:mgh2 = mυ.其中h2 = -h代入數(shù)據(jù)解得:υAm = 1.63m/s. [例3]如圖質量為m1的物體A經(jīng)一輕質彈簧與下方地面上的質量為m2的物體B相連.彈簧的勁度系數(shù)為k.A.B都處于靜止狀態(tài).一條不可伸長的輕繩繞過輕滑輪.一端連物體A.另一端連一輕掛鉤.開始時各段繩都處于伸直狀態(tài).A上方的一段繩沿豎直方向.現(xiàn)在掛鉤上掛一質量為m3的物體C并從靜止狀態(tài)釋放.已知它恰好能使B離開地面但并不繼續(xù)上升.若將C將成另一質量為(m1+m3)的物體D.仍從上述初始位置由靜止狀態(tài)釋放.則這次B剛離地時D的速度的大小是多少?已知重力加速度為g. [解析]開始時.A.B都靜止.設彈簧壓縮量為x1.有kx1 = m1g 掛上C并釋放后.C向下運動.A向上運動.設B剛離開地時彈簧伸長量為x2.則有kx2 = m2g B不再上升.表示此時A和C的速度為零.C已降到最低點.由機械能守恒定律可知.與初狀態(tài)相比.彈簧彈性勢能的增加量為:△E = m3g(x1+x2)- m1g(x1+x2) C換成D后.當B剛離地時彈簧彈性勢能的增加量與前一次相同.由機械能守恒有: (m3+m1)υ2+m1υ2 = (m3+m1)g(x1+x2)- m1g(x1+x2) -△E 得(m3+2m1)υ2 = m1g(x1+x2) 則υ = 訓練題如圖所示.一根勁度系數(shù)為k的彈簧.兩端各固定.一塊質量為m的物體A和B.并豎直放在水平地面上.現(xiàn)有一質量也為m的物體C從距B高為h處自由下落.與B發(fā)生完全非彈性碰撞后反彈跳起時.彈簧恰能將下端物體A提離地面.已知勁度系數(shù)為k的彈簧.當其形變量為x時.彈簧具有的彈性勢能為Ep = kx2.求C自由下落的高度h是多少? 答案:h=8mg/k 能力訓練 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗所用的電源為學生電源,輸出電壓有交流電和直流電兩種。重錘從高處由靜止開始下落,打點計時器在重錘拖著的紙帶上打出一系列的點,對圖中紙帶上的點跡進行測量,即可驗證機械能守恒定律。

(1)下列幾個操作步驟中:

A.按照圖示,安裝好實驗裝置;
B.將打點計時器接到電源的“交流輸出”上;
C.用天平測出重錘的質量;
D.先釋放重錘,后接通電源,紙帶隨著重錘運動,打點計時器在紙帶上打下一系列的點;
E.測量紙帶上某些點間的距離;
F.根據(jù)測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢是否等于增加的動能。
沒有必要的是      ,操作錯誤的是              。(填步驟前相應的字母)
(2)使用質量為m的重錘和打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中,在選定的紙帶上依次取計數(shù)點如圖所示,紙帶上所打的點記錄了物體在不同時刻的位置,那么紙帶的     端(填“左”或“右”)與重物相連.設打點計時器的打點周期為T,且O為打下的第一個點。當打點計時器打點“3”時,物體的動能表達式為          ,若以重物的運動起點O為參考點,當打第點“3”時物體的機械能表達式為         

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用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗所用的電源為學生電源,輸出電壓有交流電和直流電兩種。重錘從高處由靜止開始下落,打點計時器在重錘拖著的紙帶上打出一系列的點,對圖中紙帶上的點跡進行測量,即可驗證機械能守恒定律。

(1)下列幾個操作步驟中:

 A.按照圖示,安裝好實驗裝置;

 B.將打點計時器接到電源的“交流輸出”上;

C.用天平測出重錘的質量;

D.先釋放重錘,后接通電源,紙帶隨著重錘運動,打點計時器在紙帶上打下一系列的點;

E.測量紙帶上某些點間的距離;

F.根據(jù)測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢是否等于增加的動能。

沒有必要的是       ,操作錯誤的是               。(填步驟前相應的字母)

(2)使用質量為m的重錘和打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中,在選定的紙帶上依次取計數(shù)點如圖所示,紙帶上所打的點記錄了物體在不同時刻的位置,那么紙帶的      端(填“左”或“右”)與重物相連.設打點計時器的打點周期為T,且O為打下的第一個點。當打點計時器打點“3”時,物體的動能表達式為           ,若以重物的運動起點O為參考點,當打第點“3”時物體的機械能表達式為          。

 

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完成下面有關物理實驗的問題:

(1)甲、乙、丙三位同學在使用不同的游標卡尺測量同一個物體的長度時,測量的結果分別如下:

甲同學:使用游標為50分度的卡尺,讀數(shù)為12.045 cm.

乙同學:使用游標為10分度的卡尺,讀數(shù)為12.04 cm.

丙同學:使用游標為20分度的卡尺,讀數(shù)為12.045 cm.

從這些實驗數(shù)據(jù)中可以看出,讀數(shù)肯定有錯誤的是______同學.

(2)用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律.實驗所用的電源為學生電源,輸出電壓為6 V的交流電和直流電兩種.重錘從高處由靜止開始落下,重錘上拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點,對紙帶上點的痕跡進行測量,即可驗證機械能守恒定律.

①下面列舉了該實驗的幾個操作步驟:

A.按照圖示的裝置安裝器件

B.將打點計時器接到電源的直流輸出端上

C.用天平測量出重錘的質量

D.釋放懸掛紙帶的夾子,同時接通電源開關,打出一條紙帶

E.測量打出的紙帶上某些點之間的距離

F.根據(jù)測量的結果計算重錘下落過程中,減少的重力勢能是否等于增加的動能

指出其中沒有必要進行的或者操作不恰當?shù)牟襟E,將其選項對應的字母填在下面的空行內,并說明其原因.

答:_________________________________

②利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值,如圖所示.根據(jù)打出的紙帶,選取紙帶上打出的連續(xù)五個點ABC、D、E,測出A點距起點O的距離為s0,點A、C間的距離為s1,點C、E間的距離為s2,使用交流電的頻率為f,則根據(jù)這些條件計算重錘下落的加速度a的表達式為:a=______

③在驗證機械能守恒定律的實驗中發(fā)現(xiàn),重錘減少的重力勢能總是大于重錘動能的增加,其原因主要是因為在重錘下落過程中,存在著阻力的作用,可以通過該實驗裝置測定該阻力的大。粢阎?shù)刂亓铀俣裙J的較準確值為g,還需要測量的物理量是_______

試用這些物理量和紙帶上的測量數(shù)據(jù)表示出重錘在下落過程中受到的平均阻力大小為F=_______

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完成下面有關物理實驗的問題:

(1)甲、乙、丙三位同學在使用不同的游標卡尺測量同一個物體的長度時,測量的結果分別如下:

甲同學:使用游標為50分度的卡尺,讀數(shù)為12.045 cm.

乙同學:使用游標為10分度的卡尺,讀數(shù)為12.04 cm.

丙同學:使用游標為20分度的卡尺,讀數(shù)為12.045 cm.

從這些實驗數(shù)據(jù)中可以看出,讀數(shù)肯定有錯誤的是______同學.

(2)用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律.實驗所用的電源為學生電源,輸出電壓為6 V的交流電和直流電兩種.重錘從高處由靜止開始落下,重錘上拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點,對紙帶上點的痕跡進行測量,即可驗證機械能守恒定律.

①下面列舉了該實驗的幾個操作步驟:

A.按照圖示的裝置安裝器件

B.將打點計時器接到電源的直流輸出端上

C.用天平測量出重錘的質量

D.釋放懸掛紙帶的夾子,同時接通電源開關,打出一條紙帶

E.測量打出的紙帶上某些點之間的距離

F.根據(jù)測量的結果計算重錘下落過程中,減少的重力勢能是否等于增加的動能

指出其中沒有必要進行的或者操作不恰當?shù)牟襟E,將其選項對應的字母填在下面的空行內,并說明其原因.

答:_________________________________

②利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值,如圖所示.根據(jù)打出的紙帶,選取紙帶上打出的連續(xù)五個點A、B、C、DE,測出A點距起點O的距離為s0,點A、C間的距離為s1,點C、E間的距離為s2,使用交流電的頻率為f,則根據(jù)這些條件計算重錘下落的加速度a的表達式為:a=______

③在驗證機械能守恒定律的實驗中發(fā)現(xiàn),重錘減少的重力勢能總是大于重錘動能的增加,其原因主要是因為在重錘下落過程中,存在著阻力的作用,可以通過該實驗裝置測定該阻力的大。粢阎?shù)刂亓铀俣裙J的較準確值為g,還需要測量的物理量是_______

試用這些物理量和紙帶上的測量數(shù)據(jù)表示出重錘在下落過程中受到的平均阻力大小為F=_______

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