《2019_2020学年高中物理第7章机械能守恒定律第9节实验：验证机械能守恒定律同步作业含解析新人教版必修2.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019_2020学年高中物理第7章机械能守恒定律第9节实验：验证机械能守恒定律同步作业含解析新人教版必修2.doc（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验：验证机械能守恒定律基础训练1(多选)在“验证机械能守恒定律”的实验中，对于自由下落的重物，下述选择的条件更为有利的是 ()A只要足够重就可以B只要体积足够小就可以C既要足够重，又要体积足够小D应该密度大些，还应便于夹紧纸带CD解析 在“验证机械能守恒定律”的实验中，阻力与重力相比越小，实验中的误差就越小，所以选择下落的重物时应既要重，又要体积足够小，即密度要大些，而且还应便于夹紧纸带，故选项C、D正确2在“验证机械能守恒定律”的实验中，某同学依据纸带求得相关各点的瞬时速度，以及与此相对应的下落距离h，以v2为纵轴，以h为横轴，建立坐标系，描点后画出变化图线，从而验证机械能守恒定律，若所有
2、操作均正确，则得到的v2h图象应是图中的 ()C解析 由mv2mgh得v22gh，所以v2h，所画v2h图象是一条过原点的直线3在做“验证机械能守恒定律”的实验时，实验小组不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏了，剩下的一部分纸带上各点间的距离如图所示的数值，已知打点计时器的周期为T0.02 s，重力加速度g9.8 m/s2；重锤的质量为m，已知S10.98 cm，S21.37 cm，S31.76 cm，则记录B点时重锤的动能EkB_J，记录C点时重锤的动能EkC_J；重锤从B点到C点重力势能变化量是_J，动能变化量是_J.从而可以得出结论：_.(计算结果保留三位有效数字)解析 B点的速度为v
3、B m/s0.587 5 m/s，所以B点动能为EkBmv0.173m J，C点的速度为vC m/s0.782 5 m/s，C点动能为EkCmv0.306m J，重锤重力势能的变化量是EpmghBC0.134m J，重锤动能的变化量是EkEkCEkB0.133m J由于存在摩擦阻力，因此重力势能的减少量略大于动能增加量，在误差允许范围内，机械能是守恒的答案 0.173m0.306m0.134m0.133m在误差范围内，机械能守恒4利用如图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h，某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案A用
4、刻度尺测出物体下落高度h，并测出下落时间t，通过vgt计算出瞬时速度v.B用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v计算出瞬时速度C根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过h计算出高度h.D用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v.(1)以上方案中只有一种最合理，最合理的是_(填入上述相应的字母)(2)要使该实验误差尽量小，下述注意点正确的是_(填入下述相应的字母)A使重物的质量越大、体积越小就越好，但悬挂时不能拉断纸带B选用电火花计时器比电磁打点计时器更好，
5、可减小阻力影响C测长度时保持纸带悬挂状态，刻度尺的读数更准确D纸带上留下的点越大越好E纸带越长越好解析 (1)A、B、C中用匀变速直线运动公式求v及h，这样得到的v、h不是实验直接测量数据，不能达到验证机械能守恒定律的目的(2)纸带太长，会增大阻力做功答案 (1)D(2)AB能力提升5在进行实验验证机械能守恒定律时，所用的电源为学生电源，输出电压为6 V的交流电和直流电两种重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：A安装实验仪器B将打点计时器接到电源的直流输出端上C用天平测量出
6、重锤的质量D先释放纸带，再接通电源开关打出一条纸带E测量打出的纸带上某些点之间的距离F根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，并说明其原因_(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值，如图所示根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为l0，点A、C间的距离为l1，点C、E间的距离为l2，使用交流电的频率为f，则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为a_.(3)在“验证机械能守恒定律”的实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤下落过
7、程中存在着阻力的作用，可以通过该实验装置测定该阻力的大小若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g，还需要测量的物理量是_.试用这些物理量和纸带上的测量数据表示出重锤下落的过程中受到的平均阻力大小F_.解析 (1)选项B错误，应该接到电源的交流输出端；选项D错误，应该先接通电源，再释放纸带；选项C不必要，因为根据实验原理，重力势能和动能中都包含了m，不测出m，也可以进行比较(2)由lat2得，af2.(3)根据牛顿第二定律有mgFma，所以Fmgmamg，故需要测量的物理量是质量m.答案 (1)见解析(2)f2(3)质量mmg6用气垫导轨装置验证机械能守恒定律，先非常仔细地把导轨调成水平，然后如
8、图所示用垫块把导轨一端垫高H.滑块m上面装l3 cm的挡光框，使它由轨道上端任一处滑下，测出它通过光电门G1和G2时的速度v1和v2，就可以算出它由G1到G2这段过程中动能的增加量Ek m(vv)；再算出重力势能的减少量Epmgh；比较Ek和Ep的大小，便可验证机械能是否守恒(1)已知两光电门间的距离为x，滑块的速度v1、v2如何求出？滑块通过G1时的高度h如何求出？(2)若测得图中L1 m，x0.5 m，H20 cm，m500 g，滑块通过G1和G2的时间分别为5.0102 s和2.0102 s，当地重力加速度 g9.80 m/s2，试判断机械能是否守恒解析 (1)因为挡光框宽度很小，可认为
9、通过两挡光框时的平均速度等于通过G1、G2两位置的瞬时速度，所以v，由相似原理，可得，便可求得hx，H、L、x都是已知的(2)v10.6 m/s，v21.5 m/s，动能的增加量Ekm(vv)0.473 J，hx0.1 m，重力势能的减少量Ep mgh0.490 J，在误差允许的范围内可认为机械能守恒答案 见解析7某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如图所示，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间所用的西欧XDS007光电门传感器可测的最短时间为0.01 ms.将挡光效果好、宽度为d3.8103 m的黑色磁带贴在透明直尺上，从一定高度
10、由静止释放，并使其竖直通过光电门某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间ti与图中所示的高度差hi，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示(取g9.8 m/s2，注：表格中M为直尺质量)ti(103s)vi(ms1)EkiMvMvhi(m)mghi11.213.1421.153.310.55M0.060.59M31.003.802.29M0.242.35M40.954.003.07M0.323.14M50.900.41(1)从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是vi求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是_.(2)请将表格中数据填写完整(3)通过实验得出的结论是_.(4)根据该实验判断下列Ekh图象中正确的是()解析 (1)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度(2)根据vi得v54.22 m/s；根据EkiM(vv)得Ek53.97M，Mgh54.02M.(3)在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量(4)根据动能定理得MghEk，所以图线斜率kMg，应该是一条过原点的倾斜直线，选项C正确答案 (1)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度(2)4.223.97M4.02M(3)在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量(4)C5
