某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,通过实验数据分析,发现本实验存在较大的误差,为此改用如图乙所示的实验装置:通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落,下落过程中经过光电门B时,通过与之相连的毫秒计时器(图中未画出)记录挡光时间t,用毫米刻度尺测出A、B之间的距离h,用游标卡尺测得小铁球的直径d(d≪h),重力加速度为g。则小铁球经过光电门时的瞬时速度v=________。如果d、t、h、g满足关系式t2=________,就可验证机械能守恒定律。比较两个方案,改进后的方案相比原方案最主要的优点是______________________________________。
消除了纸带与打点计时器之间的摩擦力影响
【解析】:小球通过光电门和遮光片通过光电门一样,用小球的直径d与时间t的比值来表示小球通过光电门的瞬时速度,即为,根据机械能守恒公式可得:变形可得,改进后的方案没有了纸带与仪器间的摩擦,故消除了纸带与打点计时器之间的摩擦力影响。
知识拓展:
1.功与能
(1)区别功是过程量,能量是状态量,只能说处于某一状态的物体(或系统)具有多少能,而不能说这个物体(或系统) 具有多少功;功是能量转化的量度,决不能说“功是能的量度”。功和能是两个不同的概念,不可等同视之。
(2)联系功是能量转化的量度。做功的过程就是能量转化的过程,做了多少功,就有多少能量发生转化。
2.机械能守恒定律与能量守恒定律的区别
机械能守恒定律反映的是一个系统中只有重力和弹力做功,系统内物体的重力势能、弹性势能与动能可以相互转化.但总的机械能保持不变。能量守恒定律反映的是一个系统有机械能损失。但损失的机械能转变成其他形式的能,总的能量不变。
登录并加入会员可无限制查看知识点解析