《第七章第九节实验验证机械能守恒定律资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第七章第九节实验验证机械能守恒定律资料（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章第九节实验验证机械能守恒定律 基础夯实 1(温州十校联合体20132014学年高一下学期联考)在“验证机械 能守恒定律”实验中，纸带将被释放瞬间的四种情况如照片所示，其中 最合适的是( ) 答案：D 2一同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用 的电源有交流电(频率为50Hz)和直流电两种输出。实验中，重锤从高处 由静止开始落下，重锤拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对 纸带上的点进行测量，即可验证机械能守恒定律。 该同学按如下步骤进行实验： A用天平测量出重锤的质量； B按图示的装置安装器件； C将打点计时器接到电源的直流输出端上； D接通电源后释放悬挂纸带的夹子，打
2、出一条纸带； E换用另外纸带，重复步骤D； F选取合适的纸带； G测量所选纸带上某些点之间的距离； H根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能和它增加 的动能，比较二者是否相等。 以上实验步骤中有一项是没有必要进行的，它的步骤编号是 _；有一项步骤操作有误，它的步骤编号是_。 答案：A；C 解析：验证机械能守恒时，等式两边可以约去质量，所以不需要测 量重锤的质量；打点计时器需接到低压交流电源上，C步骤错误。 3(济南一中20132014学年高一下学期期中)在验证机械能守恒 定律实验中，打出的纸带如图所示，其中A、B为打点计时器打下的 第1、2个点，AB2mm，D、E、F为点迹清晰时连续打
3、点的计时点， 测得D、E、F到A的距离分别为S1、S2、S3(图中未画出)。设打点计时器 的打点频率为f，重物质量为m，实验地点重力加速度为g。一位学生想 从纸带上验证打下A点到打下E点过程中，重物的机械能守恒。 (1)实验中，如下哪些操作是必要的_。 A用秒表测量时间 B重物的质量应尽可能大些 C先开电源后放纸带 D先放纸带后开电源 (2)重物重力势能减少量EP_，动能增量EK _。 (3)比较EP和EK发现，重物重力势能的减少量EP大于动能的增 加量EK，造成这一误差的原因 _。 答案：(1)BC (2)mgs2， (3)摩擦阻力和空气阻力做负功，损失了机械能。 解析：(1)实验中为减少误
4、差，重物的质量要大些；要先开电源，再 放纸带。 (2)由于AB2mm，所以A为计时起点 EPmgs2， vE EKmv (3)由于存在阻力，所以EPEK。 4利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图所 示： (1)实验步骤： 将气垫导轨放在水平面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水 平； 用游标卡尺测量挡光条的宽度为l9.30mm。 由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s _cm。 将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块， 要求砝码落地前挡光条已能过光电门2； 从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电 门2所用的时间t1和t2； 用天平称出滑块和挡
5、光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质 量m。 (2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式； 滑块通过光电门1和光电门2的瞬时速度分别为v1_和v2 _。 当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托 盘和砝码)的总动能分别为Ek1_和Ek2_。 在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量 Ep_(重力加速度为g)。 (3)如果Ep_，则可认为验证了机械能守恒定律。 答案：(1)60.00(答案在59.9660.04之间的也可) (2) (Mm)()2 (Mm)()2 mgs (3)Ek2Ek1 解析：(1)距离s80.30cm20.30cm60.00c
6、m。 (2)由于挡光条宽度很小，因此可以将挡光条通过光电门时的平均 速度当成瞬时速度，挡光条的宽度l可用游标卡尺测量，挡光时间t可从 数字计时器读出。因此，滑块通过光电门1和光电门2的瞬时速度分别 为v1，v2。 当滑块通过光电门1和光电门2时，系统的总动能分别为Ek1(M m)v(Mm)()2； Ek2(Mm)v(Mm)()2。 在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量 Epmgs。 (3)如果在误差允许的范围内EpEk2Ek1，则可认为验证了机械 能守恒定律。 能力提升 1在“验证机械能守恒定律”的实验中： (1)供实验选择的重物有以下四个，应选择：( ) A质量为10g的
7、砝码 B质量为200g的木球 C质量为50g的塑料球 D质量为200g的铁球 (2)下列叙述正确的是( ) A实验中应用秒表测出重物下落的时间 B可用自由落体运动的规律计算重物的瞬时速度 C因为是通过比较和mgh是否相等来验证机械能是否守恒，故不 需要测量重物的质量 D释放重物前应手提纸带的上端，使纸带竖直通过限位孔 (3)质量m1kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数 点间的时间间隔为0.04s，那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过 程中， 物体重力势能的减少量Ep_J，此过程中物体动能的增 加量Ek_J。(g9.8m/s2，保留三位有效数字) 答案：(1)D (2)CD (3
8、)2.28 2.26 解析：(1)为减小实验误差应选用铁球。(2)EPmg2.28J vB 2.125m/s Ekmv2.26J。 2(江苏启东中学20132014学年高一下学期期末)某同学利用竖直 上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔0.05s闪光一次， 图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表 (当地重力加速度取9.8m/s2，小球质量m0.2kg，计算结果保留三位有 效数字)： 时刻t2t3t4t5 速度(ms1)4.994.483.98 (1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5_m/s； (2)从t2到t5时间内，重力势能增量Ep_J，动能减
9、少量Ek _J； (3)在误差允许的范围内，若Ep与Ek近似相等，从而验证了机械 能守恒定律。由上述计算得Ep_Ek(选填“”“”或“”)，造成 这种结果的主要原因是_ _。 答案：(1)3.48 (2)1.24 1.28 (3) 存在空气阻力 解析：(1)t5时刻小球的速度v5102m/s3.48m/s；(2)从t2到t5时 间内，重力势能增量Epmgh250.29.8(23.6821.1618.66)10 2J1.24J，动能减少量Ekmvmv1.28J；(3)EpEk，造成这种 结果的主要原因是上升过程中存在空气阻力。 3如图(a)中，悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝，当 悬线摆
10、至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运 动。在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时， 会在下面白纸上留下痕迹。用重垂线确定出A、B点的投影点N、M。重 复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放)球的落点痕迹如图(b)所 示，图中米尺水平放置，零刻度线与M点对齐。用米尺量出AN的高度 h1、BM的高度h2，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离 x，即可验证机械能守恒定律，已知重力加速度为g，小球的质量为m。 (1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为_cm。 (2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0_。 (3)用测出的物理量表示出小
11、球从A 到B过程中，重力势能的减少量 Ep_，动能的增加量Ek_。 答案：(1)65.0 (2)x (3)mg(h1h2) 4某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。该同 学经正确操作得到打点纸带，在纸带后段每两个计时间隔取一个计数 点，依次为1、2、3、4、5、6、7，测量各计数点到第一个打点的距离 h，并正确求出打相应点时的速度v。各计数点对应的数据见下表： 计数点1234567 h(m)0.1240.1940.2790.3800.4970.6300.777 v(m/s) 1.942.332.733.133.50 v2(m2/s2) 3.765.437.459.8012.25 (1)请在图乙坐标中，描点作出v2h图线； (2)由图线可知，重锤下落的加速度g_m/s2(保留三位有效 数字)； (3)若当地的重力加速度g9.8m/s2，根据作出的图线，能粗略验证 自由下落的重锤机械能守恒的依据是_。 答案：(1)作出v2h图线如图 (2)9.75(答9.699.79均给分) (3)图线为通过坐标原点的一条直线，斜率g的一半与g基本相等 (不交代“通过坐标原点”也给分)
