大学物理实验气垫导轨实验报告能量守恒定律

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大学物理实验气垫导轨实验报告

标签:文库时间:2025-02-13
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气轨导轨上的实验

——测量速度、加速度及验证牛顿第二运动定律

一、实验目的

1、学习气垫导轨和电脑计数器的使用方法。

2、在气垫导轨上测量物体的速度和加速度,并验证牛顿第二定律。 3、定性研究滑块在气轨上受到的粘滞阻力与滑块运动速度的关系。

二、实验仪器

气垫导轨(QG-5-1.5m)、气源(DC-2B型)、滑块、垫片、电脑计数器(MUJ-6B

型)、电子天平(YP1201型)

三、实验原理

1、采用气垫技术,使被测物体“漂浮”在气垫导轨上,没有接触摩擦,只用气垫的粘滞阻力,从而使阻力大大减小,实验测量值接近于理论值,可以验证力学定律。

2、电脑计数器(数字毫秒计)与气垫导轨配合使用,使时间的测量精度大3v

x

t

x t4过s1、s离 sa

速度和加速度的计算程序已编入到电脑计数器中,实验时也可通过按相应的功能和转换按钮,从电脑计数器上直接读出速度和加速度的大小。

5、牛顿第二定律得研究

若不计阻力,则滑块所受的合外力就是下滑分力,F mgsin mg定牛顿第二定律成立,有mg

h

。假L

hh

ma理论,a理论 g,将实验测得的a和a理论进LL

行比较,计算相对误差。如果误差实在可允许的范围内(<5%),即可认为(本地g取979.5cm/s2) a a理论,则验证了

能量守恒定律习题

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能量守恒定律应用专题

1、几种功能关系

⑴.合力做功量度了物体的动能变化:W合=ΔEK

⑵.重力做功量度了物体的重力势能的变化:WG=-ΔEPG ⑶.弹簧的弹力做功量度了弹性势能的变化:W弹=-ΔEP弹 ⑸.系统内相互作用的摩擦力做功:

a.系统内的一对静摩擦力做功:一对静摩擦力对系统做功的代数和为零,其作用是在系统内各物体间传递机械能。

b、系统内一对滑动摩擦力做功的代数和为负

其作用是使系统的部分机械能转化为系统的内能,Q= fS相对。 ⑹.电场力做功量度了电势能的变化:WE=-ΔEPE 2、能量守恒定律解题思路 (1) 明确研究对象

(2) 确定运动过程,分析过程中能量转化情况,明确哪些能增加,哪些能减少 (3) 据ΔE增=ΔE减列方程求解 练 习

1.将小球竖直上抛,经一段时间落回抛出点,若小球所受的空气阻力与速度成正比,对其上升过程和下降过程损失的机械能进行比较,下列说法中正确的是( A ) A.上升损失的机械能大于下降损失的机械能 B.上升损失的机械能小于下降损失的机械能 C.上升损失的机械能等于下降损失的机械能 D.无法比较

2.已知货物的质量为m,在某段时间内起重机将货物以a的加速度加速升高h,则在这段时间

力学实验《用气垫导轨验证动量守恒定律》

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用气垫导轨验证动量守恒定律

[实验目的]

1、观察弹性碰撞和完全非弹性碰撞现象。 2、验证碰撞过程中的动量守恒定律。

[实验仪器]

气垫导轨全套、MUJ-5C/5B电脑通用计数器、物理天平、砝码。

[实验原理]

在水平气垫导轨上放两个滑块,以两个滑块作为系统,在水平方向不受外力,两个滑块碰撞前后的总动量应保持不变。设两滑块的质量分别为m1和m2,碰撞前的速度为v10和v20,相碰后的速度为v1和v2。根据动量守恒定律,应该有

m1v10?m2v20?m1v1?m2v2 (1)

测出两滑块的质量和碰撞前后的速度,就可验证碰撞过程中动量是否守恒。其中

v10和v20是在两个光电门处的瞬时速度,即?x/?t,?t越小此瞬时速度越准确。

在实验里我们以挡光片的宽度为?x,挡光片通过光电门的时间为?t,即有

v10??x/?t1,v20??x/?t2。

本实验分下述两种情况进行验证:

1、弹性碰撞:

两滑块的相碰端装有缓冲弹簧,它们的碰撞可以看成是弹性碰撞。在碰撞过程中除了动量守恒外,它们的动能完全没有损失,也遵守机械能守恒定律,有

2222

力学实验《用气垫导轨验证动量守恒定律》

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用气垫导轨验证动量守恒定律

[实验目的]

1、观察弹性碰撞和完全非弹性碰撞现象。 2、验证碰撞过程中的动量守恒定律。

[实验仪器]

气垫导轨全套、MUJ-5C/5B电脑通用计数器、物理天平、砝码。

[实验原理]

在水平气垫导轨上放两个滑块,以两个滑块作为系统,在水平方向不受外力,两个滑块碰撞前后的总动量应保持不变。设两滑块的质量分别为m1和m2,碰撞前的速度为v10和v20,相碰后的速度为v1和v2。根据动量守恒定律,应该有

m1v10?m2v20?m1v1?m2v2 (1)

测出两滑块的质量和碰撞前后的速度,就可验证碰撞过程中动量是否守恒。其中

v10和v20是在两个光电门处的瞬时速度,即?x/?t,?t越小此瞬时速度越准确。

在实验里我们以挡光片的宽度为?x,挡光片通过光电门的时间为?t,即有

v10??x/?t1,v20??x/?t2。

本实验分下述两种情况进行验证:

1、弹性碰撞:

两滑块的相碰端装有缓冲弹簧,它们的碰撞可以看成是弹性碰撞。在碰撞过程中除了动量守恒外,它们的动能完全没有损失,也遵守机械能守恒定律,有

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力学实验《用气垫导轨验证动量守恒定律》

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用气垫导轨验证动量守恒定律

[实验目的]

1、观察弹性碰撞和完全非弹性碰撞现象。 2、验证碰撞过程中的动量守恒定律。

[实验仪器]

气垫导轨全套、MUJ-5C/5B电脑通用计数器、物理天平、砝码。

[实验原理]

在水平气垫导轨上放两个滑块,以两个滑块作为系统,在水平方向不受外力,两个滑块碰撞前后的总动量应保持不变。设两滑块的质量分别为m1和m2,碰撞前的速度为v10和v20,相碰后的速度为v1和v2。根据动量守恒定律,应该有

m1v10?m2v20?m1v1?m2v2 (1)

测出两滑块的质量和碰撞前后的速度,就可验证碰撞过程中动量是否守恒。其中

v10和v20是在两个光电门处的瞬时速度,即?x/?t,?t越小此瞬时速度越准确。

在实验里我们以挡光片的宽度为?x,挡光片通过光电门的时间为?t,即有

v10??x/?t1,v20??x/?t2。

本实验分下述两种情况进行验证:

1、弹性碰撞:

两滑块的相碰端装有缓冲弹簧,它们的碰撞可以看成是弹性碰撞。在碰撞过程中除了动量守恒外,它们的动能完全没有损失,也遵守机械能守恒定律,有

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功能关系能量守恒定律

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第3课时 功能关系 能量守恒定律

考纲解读 1.知道功是能量转化的量度,掌握重力的功、弹力的功、合力的功与对应的能量转化关系.2.知道自然界中的能量转化,理解能量守恒定律,并能用来分析有关问题.

考点一 功能关系的应用力学中几种常见的功能关系 功 合外力做正功 重力做正功 弹簧弹力做正功 电场力做正功 其他力(除重力、弹力外)做正功 能量的变化 动能增加 重力势能减少 弹性势能减少 电势能减少 机械能增加 例1 如图1所示,在升降机内固定一光滑的斜面体,一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上,另一端与质量为m的物块A相连,弹簧与斜面平行.整个系统由静止开始加速上升高度h的过程中( )

图1

A.物块A的重力势能增加量一定等于mgh

B.物块A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的代数和 C.物块A的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的代数和

D.物块A和弹簧组成的系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和B对弹簧的拉力做功的代数和

解析 由于斜面光滑,物块A静止时弹簧弹力与斜面支持力的合力与重力平衡,当整个装置加速上升时,由牛顿第二定律可知物块A受到的合力应向上,故弹簧伸长量增加,物块A相对斜面下滑一段距

功能关系能量守恒定律

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第3课时 功能关系 能量守恒定律

考纲解读 1.知道功是能量转化的量度,掌握重力的功、弹力的功、合力的功与对应的能量转化关系.2.知道自然界中的能量转化,理解能量守恒定律,并能用来分析有关问题.

考点一 功能关系的应用力学中几种常见的功能关系 功 合外力做正功 重力做正功 弹簧弹力做正功 电场力做正功 其他力(除重力、弹力外)做正功 能量的变化 动能增加 重力势能减少 弹性势能减少 电势能减少 机械能增加 例1 如图1所示,在升降机内固定一光滑的斜面体,一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上,另一端与质量为m的物块A相连,弹簧与斜面平行.整个系统由静止开始加速上升高度h的过程中( )

图1

A.物块A的重力势能增加量一定等于mgh

B.物块A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的代数和 C.物块A的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的代数和

D.物块A和弹簧组成的系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和B对弹簧的拉力做功的代数和

解析 由于斜面光滑,物块A静止时弹簧弹力与斜面支持力的合力与重力平衡,当整个装置加速上升时,由牛顿第二定律可知物块A受到的合力应向上,故弹簧伸长量增加,物块A相对斜面下滑一段距

动量守恒和能量守恒定律习题

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第三章 动量守恒定律和能量守恒定律

(一)教材外习题

1 功与能习题

一、选择题:

???21.一质点受力F?3xi(SI)作用,沿X轴正方向运动。从x = 0到x = 2m过程中,力F作

功为 (A)8J.

(B)12J. (C)16J. (D)24J.

( )

2.如图所示,圆锥摆的小球在水平面内作匀速率圆周运动,下列说法正确的是 (A)重力和绳子的张力对小球都不作功.

(B)重力和绳子的张力对小球都作功.

(C)重力对小球作功,绳子张力对小球不作功. (D)重力对小球不作功,绳子张力对小球作功.

( )

3.已知两个物体A和B的质量以及它们的速率都不相同,若物体A的动量在数值上比物体B的大,则A的动能EKA与B的动能EKB之间的关系为 (A)EKB一定大于EKA. (B)EKB一定小于EKA

(C)EKB=EKA (D)不能判定谁大谁小

( )

4.如图所示,一个小球先后两次从P点由静止开始,分别沿着光滑的固定斜面l1和圆弧面

P l2下滑,则小球滑到两面的底端Q时的

(A)动量相同,动能也相同

(B)动量相同,动能不同 (C)动量不同,动能也不同 (D)动量不同,动能相同

l1

Q (

大学物理练习题3((角)动量与能量守恒定律)

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大学物理练习题3:“力学—(角)动量与能量守恒定律”

一、填空题

1、一个质量为10kg的物体以4m/s的速度落到砂地后经0.1s停下来,则在这一过程中物体对砂地的平均作用力大小为 。

2、Fx?30?4t(式中Fx的单位为N,t的单位为s)的合外力作用在质量为m?10kg的物体上,则:(1)在开始2s内,力Fx的冲量大小为: ;(2)若物体的初速度v1?10m?s?1,方向与Fx相同,则当力Fx的冲量I?300N?s时,物体的速度大小为: 。 3、一质量为1kg、长为1.0m的均匀细棒,支点在棒的上端点,开始时棒自由悬挂。现以100N的力打击它的下端点,打击时间为0.02s时。若打击前棒是静止的,则打击时棒的角动量大小变化为 ,打击后瞬间棒的角速度为 。

4、某质点最初静止,受到外力作用后开始运动,该力的冲量是4.00kg?m?s?1,同时间内该力作功4.00J,则该质点的质量是 ,力撤走后其速率为 。 5、设一质量为1kg的小球,沿x轴正向运动,其运动方程为x?2t2

动量守恒和能量守恒定律习题

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第三章 动量守恒定律和能量守恒定律

(一)教材外习题

1 功与能习题

一、选择题:

???21.一质点受力F?3xi(SI)作用,沿X轴正方向运动。从x = 0到x = 2m过程中,力F作

功为 (A)8J.

(B)12J. (C)16J. (D)24J.

( )

2.如图所示,圆锥摆的小球在水平面内作匀速率圆周运动,下列说法正确的是 (A)重力和绳子的张力对小球都不作功.

(B)重力和绳子的张力对小球都作功.

(C)重力对小球作功,绳子张力对小球不作功. (D)重力对小球不作功,绳子张力对小球作功.

( )

3.已知两个物体A和B的质量以及它们的速率都不相同,若物体A的动量在数值上比物体B的大,则A的动能EKA与B的动能EKB之间的关系为 (A)EKB一定大于EKA. (B)EKB一定小于EKA

(C)EKB=EKA (D)不能判定谁大谁小

( )

4.如图所示,一个小球先后两次从P点由静止开始,分别沿着光滑的固定斜面l1和圆弧面

P l2下滑,则小球滑到两面的底端Q时的

(A)动量相同,动能也相同

(B)动量相同,动能不同 (C)动量不同,动能也不同 (D)动量不同,动能相同

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