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    为探究物体在下落过程中机械能是否守恒,某同学采用实验装置如图甲所示.
    (1)其设计方案如下:让质量为m的立方体小铁块从开始端自由下落,开始端至光电门的高度差为h,则此过程中小铁块重力势能的减少量为______;测出小铁块通过光电门时的速度v,则此过程中小铁块动能增加量为______;比较这两个量之间的关系就可得出此过程中机械能是否守恒.(已知当地重力加速度大小为g)
    (2)具体操作步骤如下:
    A.用天平测定小铁块的质量m;
    B.用游标卡尺测出立方体小铁块的边长d;
    C.用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离h(h>>d);
    D.电磁铁先通电(电源未画出),让小铁块吸在开始端;
    E.断开电源,让小铁块自由下落;
    F.计时装置记录小铁块经过光电门所用时间为t,计算出相应速度v;
    G.改变光电门的位置,重复C、D、E、F等步骤,得到七组(hi,vi2)数据;
    H.将七组数据在v2-h坐标系中找到对应的坐标点,拟合得到如图乙所示直线.
    上述操作中有一步骤可以省略,你认为是______(填步骤前的字母);计算小铁块经过光电门的速度表达式v=______.
    (3)若v2-h图线满足条件______,则可判断小铁块在下落过程中机械能守恒.
    魔方格

    本题信息:2011年苏州二模物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “为探究物体在下落过程中机械能是否守恒,某同学采用实验装置如图甲所示.(1)其设计方案如下:让质量为m的立方体小铁块从开始端自由下落,开始端至光电门的...” 主要考查您对

实验:验证机械能守恒定律

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  • 实验:验证机械能守恒定律
验证机械能守恒定律:

实验目的:
验证机械能守恒定律。
实验原理: 
当物体自由下落时,只有重力做功,物体的重力势能和动能互相转化,机械能守恒。若某一时刻物体下落的瞬时速度为v,下落高度为h,则应有:mgh=mv2,借助打点计时器,测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v,即可验证机械能是否守恒,实验装置如图所示。

测定第n点的瞬时速度的方法是:测出第n点的相邻前、后两段相等时间T内下落的距离sn和sn+1,由公式vn=,或由vn=算出,如图所示。

实验器材:
铁架台(带铁夹),打点计时器,学生电源,导线,带铁夹的重缍,纸带,米尺。
实验步骤:
1、按如图装置把打点计时器安装在铁架台上,用导线把打点计时器与学生电源连接好。
2、把纸带的一端在重锤上用夹子固定好,另一端穿过计时器限位孔,用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。
3、接通电源,松开纸带,让重锤自由下落。
4、重复几次,得到3~5条打好点的纸带。
5、在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm,且点迹清晰一条纸带,在起始点标上0,以后各依次标上1,2,3……,用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3……。
6、应用公式vn=计算各点对应的即时速度v1、v2、v3……。
7、计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量mvn2,进行比较。
注意项事:
1、打点计时器安装时,必须使两纸带限位孔在同一竖直线上,以减小摩擦阻力。
2、选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近2mm的纸带。
3、因不需要知道动能和势能的具体数值,所以不需要测量重物的质量。
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