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高中三年级物理

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    某研究性学习小组用如图(a)所示装置验证机械能守恒定律。让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置,若不考虑空气阻力,小球的机械能应该守恒,即。直接测量摆球到达B点的速度v比较困难。现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动,利用平抛的特性来间接地测出v。如图(a)中,悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出作平抛运动。在地面放上白纸,上面覆盖着复写纸,当小球落在复写纸上时,会在下面白纸上留下痕迹。用重锤线确定出A、B点的投影点N、M。重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放),球的落点痕迹如图(b)所示,图中米尺水平放置,零刻度线与M点对齐。用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B两点的竖直距离,再量出M、C之间的距离x,即可验证机械能守恒定律。已知重力加速度为g,小球的质量为m。

    (1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为________________cm;
    (2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0= ________________;
    (3)用测出的物理量表示出小球从A到B过程中,重力势能的减少量ΔEp = ________________,动能的增加量ΔEk = ________________。
    本题信息:2010年0103月考题物理实验题难度极难 来源:马凤霞
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本试题 “某研究性学习小组用如图(a)所示装置验证机械能守恒定律。让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置,若不考虑空气阻力,小球的机械能应该守恒,即。直接测量摆...” 主要考查您对

实验:研究平抛运动

实验:验证机械能守恒定律

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  • 实验:研究平抛运动
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平抛运动实验:

(1)实验目的:
1、用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。
2、从实验轨迹求平抛物体的初速度。
(2)实验原理:
平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动:一是水平方向的匀速直线运动,另一个是竖直方向的自由落体运动。令小球做平抛运动,利用描迹法描出小球的运动轨迹,即小球做平抛运动的曲线,建立坐标系,测出曲线上的某一点的坐标x和y,根据重力加速度g的数值,利用公式y=gt2求出小球的飞行时间t,再利用公式x=vt,求出小球的水平分速度,即为小球做平抛运动的初速度。
(3)实验器材:
斜槽,竖直固定在铁架台上的木板,白纸,图钉,小球,有孔的卡片,刻度尺,重锤线。
(4)实验步骤:
1、安装调整斜槽:用图钉把白纸钉在竖直板上,在木板的左上角固定斜槽,可用平衡法调整斜槽,即将小球轻放在斜槽平直部分的末端处,能使小球在平直轨道上的任意位置静止,就表明水平已调好;
2、调整木板:用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直面平行。然后把重锤线方向记录到钉在木板的白纸上,固定木板,使在重复实验的过程中,木板与斜槽的相对位置保持不变;
3、确定坐标原点O:把小球放在槽口处,用铅笔记下球在槽口时球心在图板上的水平投影点O,O点即为坐标原点;
4、描绘运动轨迹:在木板的平面上用手按住卡片,使卡片上有孔的一面保持水平,调整卡片的位置,使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔,而不擦碰孔的边缘,然后用铅笔在卡片缺口上点个黑点,这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。保证小球每次从槽上开始滚下的位置都相同,用同样的方法,可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。取下白纸用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹;
5、计算初速度:以O点为原点画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴,并在曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点,用刻度尺和三角板测出它们的坐标x和y,用公式x=v0t和y=gt2计算出小球的初速度v0,最后计算出v0的平均值,并将有关数据记入表格内。
(5)注意事项:
1、实验中必须保持通过斜槽末端点的切线水平,方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行,并使小球的运动靠近图板但不接触。
2、小球必须每次从斜槽上同一位置滚下。
3、坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点,应是小球在槽口时,球的球心在木板上的水平投影点。
4、要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度,这样可使结果的误差较小。


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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