实验：验证机械能守恒定律&能量守恒定律与能源[实验相关]

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1、科目物 理教学内容二、实验：验证机械能守恒定律教师陈老师年级高 一课次第 十一 次实验报告b二、实验：验证机械能守恒定律【知识回顾与方法点拨】：1本实验是选择自由落体运动模型来验证机械能守恒定律，是因为物体在自由落体运动过程中只有 做功，满足_ _ 。2本实验是验证自由落体轨迹上开始点和其后任意点的机械能守恒，为此必须选择物体初速度为_，判断开始点是否满足要求的依据是_ _，实验中为了计算物体减少的重力势能和确定对应的动能，是如何操作的？实验中可以不测物体的质量吗？为什么？3实验操作过程中，是先接通电源开始打点还是先放开纸带？为什么？4为了减小实验误差，应尽量减小重物下落时纸带所受的阻力。因此

2、重锤应选_（填重、轻），打点计时器的两限位孔应_ 。尽管采取了上述措施，但由于阻力还是存在的，所以实验中重力势能的减小量应_动能的增加量，这样才是符合实际的。5还可以用图象法进行实验实验验证，如何操作？典例剖析与针对训练：例1在验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，测得当地的重力加速度g=9.8m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg，实验中得到一点迹清晰的纸带（如图），把第一点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm，根据以上的数据，可知重物由O

3、运动到C点，重力势能的减小量等于_ J，动能的增加量等于_ J。（取三位有效数字）实验结论是： 。1在本实验中，有如下器材：A打点计时器；B低压交流电源（附导线）；C天平（附砝码）；D铁架台（附夹子）；E重锤（附夹子）；F纸带；G秒表；H复写纸。其中不必要的有：_ ；还缺少的是：_。2在做“验证机械能守恒定律”的实验时，用打点计时器打出纸带如图所示，其中A点为打下的第一个点，0、1、2为连续的计数点。现测得两相邻计数点之间的距离分别为s1、s2、s3、s4，已知相邻计数点间的打点时间间隔均为T。根据纸带测量出的距离及打点的时间间隔，可以求出此实验过程中重锤下落运动的加速度大小表达式为_ 。在打

4、第3号计数点时，纸带运动的瞬时速度大小的表达式为_ 。要验证机械能守恒定律，为减小实验误差，应选择打下第_号和第_号计数点之间的过程为研究对象。3在验证机械能守恒定律的实验中，若以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出v2/2h图线为_ ，才能验证机械能守恒定律；v2/2h图线的斜率等于_ _ 的数值。4用如图所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律图丁给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图丁所示已知m1

5、=50g、m2=150g，取g=9.8m/s2，则（结果保留两位有效数字）在纸带上打下记数点5时的速度v= m/s；在05过程中系统动能的增量EK = J，系统势能的减少量EP = J；若某同学作出图象如图戊所示，则当地的重力加速度g= m/s2例7.62J，7.56J；1C、G，刻度尺、电键；2（s3+s4-s2s1）/4T2，（s3+s4）/2T，1、3；3过原点的一条倾斜直线；重力加速度42.4、0.58、0.59、9.7。三、能量守恒定律与能源【知识回顾与方法点拨】：1能量守恒定律的内容是：_ _ 。能量有多种形式，与机械运动对应的能叫做机械能，与化学反应对应的能叫做化学能，与电荷运动

6、对应的能叫做电能，与热运动对应的能叫做内能，此外还有生物能、磁能、核能等。当只有重力做功时，物体的重力势能与动能发生转化，减少（增加）的重力势能转化为增加（减少）的动能，物体的机械能是守恒的，可见机械能守恒定律仅仅是能量守恒定律在机械运动中的特殊体现。涉及机械能与内能发生转化时，物体的机械能不再守恒，减少（增加）的机械能将转化为增加（减少）的内能，这时尽管机械能不再守恒，但包括_在内的总能量还是守恒的。永动机之所以不能实现，其原因是因为_ _ _。2能量的耗散是指_，能量耗散并不违背_ _，但反映出自然界中宏观过程具有_ _。典例剖析与针对训练：例1（单选）在某密闭隔热的房间内有一电冰箱，现接

7、通电源使电冰箱开始工作，并打开电冰箱的门，则过段时间后室内的温度将（ ）A降低 B不变 C升高 D无法判断例2瀑布从20cm高处以Q=103m3/s的流量竖直落下，流进底部的水轮机后再以2m/s的速度流出，水轮机再带动发电机发电。如果水的机械能转化为电能的效率是80%，那么发电机发出的电功率有多大？（瀑布在山顶的速度可忽略不计，g取10m/s2）拓展：某地强风速为v=14m/s，设空气密度为=1.3kg/m3，通过横截面积为S=400m2的风全部使风力发电机转动，其动能有20%转化为电能，则发电的功率为多少瓦？（取2位有效数字）（提示：t秒内到风叶处的空气包含在以S为底面积，长为L=vt的柱体

8、中）1（单选）下列说法正确的是（ ）A随着科技的发展，永动机是可以制成的B太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C“既要马儿跑，有让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的D有种“全自动”手表，不用上发条也不用任何形式的电源，却一直走动，说明能量可以凭空产生2（单选）物体以60J的初动能，从A点出发作竖直上抛运动，在它上升到某高度时，动能损失了30J，而机械能损失了10J，则该物体落回到A点时的动能为（空气阻力恒定）（ ）A50J B40J C30J D20J3指出下列物理现象中能量转化的情况：（1）燃料在气缸内燃烧，气缸内气体推动活塞运动，是

9、_能转化为_能。（2）给盛水的容器内的电阻丝通电，水温升高，是_能转化为_能。（3）汽车紧急制动后在地面上滑行直到静止的过程，是_能转化为_能。4若无大气吸收，在垂直照射时地球上每平方米面积的太阳光入射功率为P0=1.8kw，已知太阳到地球的距离为r=1.51011m，试计算太阳一秒钟总共放出多少能量？（保留一位有效数字）5电动机是把电能转化为机械能的装置，某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的重力等于500N，电源的电压恒定为110V，不计摩擦当电动机以v=1.0m/s的恒定速度向上提升重物时，电流表的读数为5A：问：（1）把电动机的输出功率与输入功率的比值称为电动机的效率，计算此电动机的效率；（2）电动机的绕线电阻为多大？ 例21.58105kw，拓展：1.4105w。3（1）内，机械；（2）电，内；（3）机械，内；451026J；5（1）90.0%，（2）2。