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能量的耗散是从能量的转化的角度反映出自然界中宏观过程的___________,能源的利用受这种___________的制约,所以能源的利用是有___________的,也是有代价的.

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在能源的利用过程中,即在能量___________的过程中,能量在数值上并未___________,但在可利用的品质上降低了,从便于利用的变为___________的了.这是能源危机更深层次的含意,也是“自然界的能量虽然守恒,但还是要节约能源”的根本原因.

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能量既不会___________,也不会___________,它只会从一种形式___________为其他形式,或者从一个物体___________到另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的___________保持不变.这个规律叫做能量守恒定律.能量守恒定律是自然界中最___________、最重要、最可靠的自然规律之一,而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式.

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在用落体法验证机械能守恒定律的实验中:

(1)运用公式=mgh对实验条件的要求是_________ ,为此目的,所选择的纸带1、2两点间的距离应接近_________.

(2)若实验中所用重锤的质量m=1 kg,打点纸带如图5-9-7所示.打点时间间隔为0.02 s,则记录B点时,重锤速度vb=_________,重锤动能Ek=_________,从开始下落起至B点重锤的重力势能减少量是_________,由此可得出结论是___________________________.

5-9-7

(3)根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落距离h,则以为纵轴,以h为横轴画出的图象是图5-9-8中的(    )

5-9-8

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在“验证机械能守恒定律”的实验中:

(1)某同学用如图596甲所示装置进行实验,得到如图5-9-6乙所示的纸带.测得点A、C间的距离为14.77 cm,点C、E间的距离为16.33 cm.已知当地重力加速度为g=9.8 m/s2,重锤的质量为m=1.0 kg.则重锤在下落过程中受到的平均阻力大小Ff=_________ (交流电频率为50 Hz).

5-9-6

(2)某同学上交的实验报告显示重锤的动能略大于重锤的势能,则出现这一问题的原因可能是___________(填序号).

A.重锤的质量测量错误

B.该同学自编了实验数据

C.交流电源的频率不等于50 Hz

D.重锤下落时受到的阻力过大

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有位同学用落体法做“验证机械能守恒定律”的实验,他挑选一条第1、2两点之间的距离最接近2 mm的纸带进行处理.设第一个点为A,第n个点为B,测量出AB之间的距离为h,因为从开始下落到B点经过打点计时器的时间是(n-1)×0.02 s,所以根据自由落体运动的规律得vb=gt=0.02g(n-1).如果有mgh=mvb2,即可认为验证了机械能守恒定律.这位同学的验证思路对吗?

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在利用重物做自由落体运动“验证机械能守恒定律”的实验中:

(1)下列操作步骤中不必要和错误的是哪些?说明原因.

A.电火花计时器接到220 V交流电源上

B.用天平测出重物的质量

C.在释放纸带的同时接通电源开关使纸带上打出点

D.根据测量结果,计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能

(2)利用这个实验也可以测出重锤下落的加速度a,如图5-9-5所示.根据纸带,选取连续打出的5个点A、B、C、D、E,测出点A距起始点O的距离为s0,点A和C间的距离为s1,点C和E间的距离为s2,使用的交流电频率为f,则根据已知的数据和条件,可求得加速度a=_________.

5-9-5

(3)在“验证机械能守恒定律”的实验中发现,重锤重力势能的减少量总是大于其动能的增加量,主要原因是重锤在下落过程中存在着阻力作用.若已知当地重力加速度值为g,为求受到的阻力大小,还需要测量的物理量是__________.试用题中的已知数据和还需要测量的物理量表示重锤在下落过程中受到的平均阻力大小.

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在“验证机械能守恒定律”的实验中,重物质量m=1 kg,纸带上打的点如图5-9-4所示,打点计时器外接50 Hz的低压交流电源.

(1)纸带的哪一端与重物相连?

(2)打点计时器打下B点时重物的速度是多少?

(3)若取g=9.8 m/s2,则从起点O到打B点的过程中机械能是否守恒?通过计算验证.

5-9-4

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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50 Hz,查得当地的重力加速度g=9.8 m/s2,测得所用的重物的质量为1.00 kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带,如图5-9-3所示.把第一个点记作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各点到O点的距离分别为62.99 cm70.18 cm77.76 cm85.73 cm.根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能的减少量等于_________J,动能的增加量等于_________J(取三位有效数字).

5-9-3

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在验证机械能守恒定律时,如果以v2为纵轴,以下落高度h为横轴,根据实验数据描出的v2h的图线应是怎样的曲线才能验证机械能守恒定律?图线斜率的物理意义是什么?

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同步练习册答案