2019年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 實(shí)驗(yàn)六 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律學(xué)案

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2019年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 實(shí)驗(yàn)六 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律學(xué)案_第1頁(yè)
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1、 實(shí)驗(yàn)六 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律. 2.實(shí)驗(yàn)原理(如圖1所示) 通過(guò)實(shí)驗(yàn),求出做自由落體運(yùn)動(dòng)物體的重力勢(shì)能的減少量和相應(yīng)過(guò)程動(dòng)能的增加量,若二者相等,說(shuō)明機(jī)械能守恒,從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律. 圖1 3.實(shí)驗(yàn)器材 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電源、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、重物、刻度尺、鐵架臺(tái)(帶鐵夾)、導(dǎo)線兩根. 4.實(shí)驗(yàn)步驟 (1)安裝器材:將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上,用導(dǎo)線將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與低壓電源相連. (2)打紙帶 用手豎直提起紙帶,使重物??吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器下方附近,先接通電源,再松開(kāi)紙帶,讓重物自由下落,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打出一系列的點(diǎn),取下紙帶,換

2、上新的紙帶重打幾條(3~5條)紙帶. (3)選紙帶:分兩種情況說(shuō)明 ①若選第1點(diǎn)O到下落到某一點(diǎn)的過(guò)程,即用mgh=mv2來(lái)驗(yàn)證,應(yīng)選點(diǎn)跡清晰,且第1、2兩點(diǎn)間距離小于或接近2mm的紙帶. ②用mv-mv=mgΔh驗(yàn)證時(shí),由于重力勢(shì)能的相對(duì)性,處理紙帶時(shí)選擇適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn),這樣紙帶上打出的第1、2兩點(diǎn)間的距離是否小于或接近2mm就無(wú)關(guān)緊要了. 5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論 在誤差允許的范圍內(nèi),自由落體運(yùn)動(dòng)過(guò)程機(jī)械能守恒. 1.誤差分析 (1)測(cè)量誤差:減小測(cè)量誤差的方法,一是測(cè)下落距離時(shí)都從0點(diǎn)量起,一次將各打點(diǎn)對(duì)應(yīng)下落高度測(cè)量完,二是多測(cè)幾次取平均值. (2)系統(tǒng)誤差:由于重物和紙

3、帶下落過(guò)程中要克服阻力做功,故動(dòng)能的增加量ΔEk=mvn2必定稍小于重力勢(shì)能的減少量ΔEp=mghn,改進(jìn)辦法是調(diào)整安裝的器材,盡可能地減小阻力. 2.注意事項(xiàng) (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要豎直:安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)要豎直架穩(wěn),使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi),以減少摩擦阻力. (2)重物應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料. (3)應(yīng)先接通電源,讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作,后松開(kāi)紙帶讓重物下落. (4)測(cè)長(zhǎng)度,算速度:某時(shí)刻的瞬時(shí)速度的計(jì)算應(yīng)用vn=,不能用vn=或vn=gt來(lái)計(jì)算. 3.驗(yàn)證方案 方案一:利用起始點(diǎn)和第n點(diǎn)計(jì)算 代入mghn和mvn2,如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),mghn和mvn2相

4、等,則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律. 方案二:任取兩點(diǎn)計(jì)算 (1)任取兩點(diǎn)A、B,測(cè)出hAB,算出mghAB. (2)算出mv-mv的值. (3)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),若mghAB=mv-mv,則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律. 方案三:圖象法 從紙帶上選取多個(gè)點(diǎn),測(cè)量從第一點(diǎn)到其余各點(diǎn)的下落高度h,并計(jì)算各點(diǎn)速度的平方v2,然后以v2為縱軸,以h為橫軸,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出v2-h(huán)圖象.若在誤差允許的范圍內(nèi)圖象是一條過(guò)原點(diǎn)且斜率為g的直線,則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律. 命題點(diǎn)一 教材原型實(shí)驗(yàn) 例1 (2017·天津理綜·9(2))如圖2所示,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上,使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開(kāi)始

5、自由下落,利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律. 圖2 (1)對(duì)于該實(shí)驗(yàn),下列操作中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有利的是. A.重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘 B.兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對(duì)正 C.精確測(cè)量出重物的質(zhì)量 D.用手托穩(wěn)重物,接通電源后,撤手釋放重物 (2)某實(shí)驗(yàn)小組利用上述裝置將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到50Hz的交流電源上,按正確操作得到了一條完整的紙帶,由于紙帶較長(zhǎng),圖中有部分未畫(huà)出,如圖3所示.紙帶上各點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的計(jì)時(shí)點(diǎn),其中O點(diǎn)為紙帶上打出的第一個(gè)點(diǎn).重物下落高度應(yīng)從紙帶上計(jì)時(shí)點(diǎn)間的距離直接測(cè)出,利用下列測(cè)量值能完成驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的選項(xiàng)有. 圖3 A.OA、AD和E

6、G的長(zhǎng)度 B.OC、BC和CD的長(zhǎng)度 C.BD、CF和EG的長(zhǎng)度 D.AC、BD和EG的長(zhǎng)度 答案 (1)AB (2)BC 解析 (1)重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘,能夠減小空氣阻力的影響,以減小誤差,故A正確;兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對(duì)正,減小紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的阻力,以減小誤差,故B正確;驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的原理是:mgh=mv22-mv12,重物質(zhì)量可以消掉,無(wú)需精確測(cè)量出重物的質(zhì)量,故C錯(cuò)誤;用手托穩(wěn)重物,接通電源后,撤手釋放重物對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差無(wú)影響,故D錯(cuò)誤. (2)利用紙帶數(shù)據(jù),根據(jù)mgh=mv2即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.要從紙帶上測(cè)出重物下落的高度并計(jì)算出對(duì)應(yīng)的速

7、度,選項(xiàng)A、D的條件中,下落高度與所能計(jì)算的速度不對(duì)應(yīng);選項(xiàng)B的條件符合要求,可以取重物下落OC時(shí)處理;選項(xiàng)C中,可以求出C、F點(diǎn)的瞬時(shí)速度,又知CF間的距離,可以利用mv22-mv12=mgΔh驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律. 變式1 (2016·北京理綜·21(2))利用圖4裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn). 圖4 (1)為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒,需要比較重物下落過(guò)程中任意兩點(diǎn)間的. A.動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量 B.速度變化量和勢(shì)能變化量 C.速度變化量和高度變化量 (2)除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(tái)(含鐵夾)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外,在下列器材中,還必須使用的兩種器材是. A

8、.交流電源   B.刻度尺   C.天平(含砝碼) (3)實(shí)驗(yàn)中,先接通電源,再釋放重物,得到圖5所示的一條紙帶.在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C,測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC. 已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T(mén).設(shè)重物的質(zhì)量為m.從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中,重物的重力勢(shì)能變化量ΔEp=,動(dòng)能變化量ΔEk=. 圖5 (4)大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量,原因是. A.利用公式v=gt計(jì)算重物速度 B.利用公式v=計(jì)算重物速度 C.存在空氣阻力和摩擦阻力的影響 D.沒(méi)有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法 (5)某同學(xué)

9、想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒:在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),測(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h,計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v,描繪v2h圖象,并做如下判斷:若圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線,則重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒,請(qǐng)你分析論證該同學(xué)的判斷是否正確. 答案 (1)A (2)AB (3)-mghB m()2 (4)C (5)不正確,理由見(jiàn)解析 解析 (1)重物下落過(guò)程中重力勢(shì)能減少,動(dòng)能增加,故該實(shí)驗(yàn)需要比較重物下落過(guò)程中任意兩點(diǎn)間的動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量在誤差允許范圍內(nèi)是否相等,A項(xiàng)正確. (2)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源,故選A.需要測(cè)紙帶上兩點(diǎn)間的距離,還需要刻度尺,選B.根據(jù)mgΔh=mv22-m

10、v12可將等式兩邊的質(zhì)量抵消,不需要天平,不選C. (3)重物的重力勢(shì)能變化量為ΔEp=-mghB,動(dòng)能的變化量ΔEk=mv=m()2. (4)重物重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量,是因?yàn)橹匚锵侣溥^(guò)程中存在空氣阻力和摩擦阻力的影響,C正確. (5)該同學(xué)的判斷依據(jù)不正確,在重物下落h的過(guò)程中,若阻力Ff恒定,根據(jù)mgh-Ffh=mv2-0,則v2=2(g-)h可知,v2-h(huán)圖象就是過(guò)原點(diǎn)的一條直線.要想通過(guò)v2-h(huán)圖象來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒,還必須看圖象的斜率是否接近2g. 命題點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新 類型1 實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新 例2 某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置

11、如圖6甲所示.在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個(gè)光電傳感器A、B,滑塊P上固定一遮光條,若光線被遮光條遮擋,光電傳感器會(huì)輸出高電壓,兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計(jì)算機(jī)相連.滑塊在細(xì)線的牽引下向左加速運(yùn)動(dòng),遮光條經(jīng)過(guò)光電傳感器A、B時(shí),通過(guò)計(jì)算機(jī)可以得到如圖乙所示的電壓U隨時(shí)間t變化的圖象. 圖6 (1)實(shí)驗(yàn)前,接通氣源,將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上,輕推滑塊,當(dāng)圖乙中的Δt1Δt2(選填“>”“=”或“<”)時(shí),說(shuō)明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平. (2)用游標(biāo)卡尺測(cè)遮光條寬度d,測(cè)量結(jié)果如圖丙所示,則d=mm. (3)滑塊P用細(xì)線跨過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與鉤碼Q相連,鉤碼Q的質(zhì)量為m.

12、將滑塊P由圖甲所示位置釋放,通過(guò)計(jì)算機(jī)得到的圖象如圖乙所示,若Δt1、Δt2和d已知,要驗(yàn)證滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒,還應(yīng)測(cè)出(寫(xiě)出物理量的名稱及符號(hào)). (4)若上述物理量間滿足關(guān)系式,則表明在上述過(guò)程中,滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒. 答案 (1)= (2)5.0 (3)滑塊質(zhì)量M和兩光電門(mén)間距離L (4)mgL=(m+M)()2-(m+M)()2 解析 (1)實(shí)驗(yàn)前,接通氣源,將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上,輕推滑塊,當(dāng)圖乙中的Δt1=Δt2時(shí),說(shuō)明滑塊已經(jīng)勻速運(yùn)動(dòng),說(shuō)明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平. (2)用游標(biāo)卡尺測(cè)遮光條寬度d,則d=5.0mm. (3)滑塊經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電

13、門(mén)的速度分別為:和,鉤碼重力勢(shì)能的減少量為mgL,故要驗(yàn)證的關(guān)系是mgL=(m+M)()2-(m+M)()2,故還應(yīng)測(cè)出滑塊質(zhì)量M和兩光電門(mén)間距離L. (4)若上述物理量間滿足關(guān)系式mgL=(m+M)()2-(m+M)()2,則表明在上述過(guò)程中,滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒. 變式2 利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置如圖7甲所示,水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌,導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊,其總質(zhì)量為M,左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩和一質(zhì)量為m的小球相連;遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直,導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門(mén),可以測(cè)量遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光時(shí)間t,用d表示A點(diǎn)到光電門(mén)B處的距

14、離,b表示遮光片的寬度,將遮光片通過(guò)光電門(mén)的平均速度看做滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度,實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊在A處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng). 圖7 (1)某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得傾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑塊從A處到達(dá)B處時(shí)m和M組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量可表示為ΔEk=,系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量可表示為ΔEp=,在誤差允許的范圍內(nèi),若ΔEk=ΔEp,則可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.(用題中字母表示) (2)在上述實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)改變A、B間的距離,作出的v2-d圖象如圖乙所示,并測(cè)得M=m,則重力加速度g=m/s2. 答案 (1) (m-)gd (2)9.6 解析 (1)系統(tǒng)動(dòng)能增加量可表示為ΔEk=(M+m)v=,系統(tǒng)的

15、重力勢(shì)能減少量可表示為ΔEp=mgd-Mgdsin30°=(m-)gd. (2)根據(jù)機(jī)械能守恒可得(m-)gd=(M+m)v2,即g=,代入數(shù)據(jù)得g=9.6m/s2. 類型2 實(shí)驗(yàn)方案的創(chuàng)新 例3 用如圖8甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.m2從高處由靜止開(kāi)始下落,m1上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.如圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶,0是打下的第一個(gè)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),所用電源的頻率為50Hz.已知m1=50g、m2=150g.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字),則: 圖8 (1)在紙帶上打

16、下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v5=m/s; (2)在打下0點(diǎn)到第5點(diǎn)的過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量ΔEk=J,系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量ΔEp=J;(當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭取10m/s2) (3)若某同學(xué)作出v2-h(huán)圖象如圖丙所示,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=m/s2. 答案 (1)2.4 (2)0.58 0.60 (3)9.7 解析 (1)v5=m/s=2.4 m/s. (2)ΔEk=(m1+m2)v52-0≈0.58J,ΔEp=m2gh5-m1gh5=0.60J. (3)由(m2-m1)gh=(m1+m2)v2, 知=, 即圖線的斜率k==. 解得g=9.7m/s2. 變式3 某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻

17、閃照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,頻閃儀每隔0.05s閃光一次,如圖9所標(biāo)數(shù)據(jù)為實(shí)際距離,該同學(xué)通過(guò)計(jì)算得到不同時(shí)刻的速度如下表.(當(dāng)?shù)刂亓铀俣热?.8m/s2,小球質(zhì)量m=0.2kg,結(jié)果保留3位有效數(shù)字) 圖9 時(shí)刻 t2 t3 t4 t5 速度(m·s-1) 4.99 4.48 3.98 (1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計(jì)算t5時(shí)刻小球的速度v5=m/s; (2)從t2到t5時(shí)間內(nèi),重力勢(shì)能的增量ΔEp=J,動(dòng)能的減少量ΔEk=J; (3)在誤差允許的范圍內(nèi),若ΔEp與ΔEk近似相等,即驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.由上述計(jì)算得ΔEp(選填“>”“<”或“=”)ΔEk,造

18、成這種結(jié)果的主要原因是. 答案 (1)3.48 (2)1.24 1.28 (3)< 存在空氣阻力 解析 (1)v5=×10-2m/s=3.48 m/s. (2)重力勢(shì)能的增量ΔEp=mgΔh,代入數(shù)據(jù)可得ΔEp=1.24J,動(dòng)能減少量為ΔEk=mv22-mv52,代入數(shù)據(jù)可得ΔEk=1.28J. (3)由計(jì)算可得ΔEp<ΔEk,主要是由于存在空氣阻力. 命題點(diǎn)三 實(shí)驗(yàn)拓展 例4 某同學(xué)用如圖10所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.一根細(xì)線系住鋼球,懸掛在鐵架臺(tái)上,鋼球靜止于A點(diǎn),光電門(mén)固定在A的正下方,在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條.將鋼球拉至不同位置由靜止釋放,遮光條經(jīng)過(guò)

19、光電門(mén)的擋光時(shí)間t可由計(jì)時(shí)器測(cè)出,取v=作為鋼球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度.記錄鋼球每次下落的高度h和計(jì)時(shí)器示數(shù)t,計(jì)算并比較鋼球在釋放點(diǎn)和A點(diǎn)之間的勢(shì)能變化大小ΔEp與動(dòng)能變化大小ΔEk,就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒. 圖10 (1)用ΔEp=mgh計(jì)算鋼球重力勢(shì)能變化的大小,式中鋼球下落高度h應(yīng)測(cè)量釋放時(shí)的鋼球球心到之間的豎直距離. A.鋼球在A點(diǎn)時(shí)的頂端 B.鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心 C.鋼球在A點(diǎn)時(shí)的底端 (2)用ΔEk=mv2計(jì)算鋼球動(dòng)能變化的大小,用刻度尺測(cè)量遮光條寬度,示數(shù)如圖11所示,其讀數(shù)為cm.某次測(cè)量中,計(jì)時(shí)器的示數(shù)為0.0100s,則鋼球的速度為v=m/s. 圖11

20、(3)下表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果: ΔEp(×10-2J) 4.892 9.786 14.69 19.59 29.38 ΔEk(×10-2J) 5.04 10.1 15.1 20.0 29.8 他發(fā)現(xiàn)表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異,認(rèn)為這是由于空氣阻力造成的.你是否同意他的觀點(diǎn)?請(qǐng)說(shuō)明理由. (4)請(qǐng)你提出一條減小上述差異的改進(jìn)建議. 答案 見(jiàn)解析 解析 (1)鋼球下落高度h,應(yīng)測(cè)量釋放時(shí)的鋼球球心到鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心之間的豎直距離,故選B. (2)遮光條的寬度d=1.50cm,鋼球的速度v==1.50m/s (3)不同意,因?yàn)榭諝庾枇?huì)造成ΔEk小于ΔEp,

21、但表中ΔEk大于ΔEp. (4)分別測(cè)出光電門(mén)和球心到懸點(diǎn)的長(zhǎng)度L和l,計(jì)算ΔEk時(shí),將遮光條的速度v折算成鋼球的速度v′=v. 變式4 (2017·湖北七市三月模擬)某同學(xué)為了探究桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能表達(dá)式,設(shè)計(jì)了如圖12所示的實(shí)驗(yàn):質(zhì)量為m的均勻長(zhǎng)直桿一端固定在光滑轉(zhuǎn)軸O處,桿由水平位置靜止釋放,用光電門(mén)測(cè)出另一端A經(jīng)過(guò)某位置時(shí)的瞬時(shí)速度vA,并記下該位置與轉(zhuǎn)軸O的高度差h. 圖12 (1)調(diào)節(jié)h的大小并記錄對(duì)應(yīng)的速度vA,數(shù)據(jù)如下表,為了形象直觀地反映vA和h的關(guān)系,應(yīng)選擇(選填“vA”、“vA-1”或“vA2”)為縱坐標(biāo),并在圖13的坐標(biāo)紙中標(biāo)明縱坐標(biāo),畫(huà)出圖象. 組次 1

22、 2 3 4 5 6 h/m 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 vA/(m·s-1) 1.23 1.73 2.12 2.46 2.74 3.00 vA-1/(s·m-1) 0.81 0.58 0.47 0.41 0.36 0.33 vA2/(m2·s-2) 1.50 3.00 4.50 6.05 7.51 9.00 圖13 (2)當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2,結(jié)合圖象分析,桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能Ek=.(請(qǐng)用質(zhì)量m、速度vA表示) 答案 (1)vA2 圖象如圖所示 (2)mvA2 解析 (1)由表中數(shù)據(jù)可看出,h與vA2成正比,因此應(yīng)選擇vA2為縱坐標(biāo),描點(diǎn)畫(huà)線,可得到一條過(guò)原點(diǎn)的直線. (2)據(jù)機(jī)械能守恒得Ek=mgh,由圖象得h=vA2,則Ek=mg·vA2=mvA2. 11

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