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1、4.2研究机械能守恒定律第二课时【素能综合检测】1.(5分)某位同学做“验证机械能守恒定律”的实验,下列操作步骤中错误的是( )A.把打点计时器固定在铁架台上,用导线连接到低压交流电源上 B.将连有重锤的纸带穿过限位孔,将纸带和重锤提升到一定高度C.先释放纸带,再接通电源D.更换纸带,重复实验,根据记录处理数据【解析】选C.本题考查实验的操作步骤及应注意的问题.操作时应先接通电源、再松开纸带,以确保打下第一个点时,纸带开始下落,故C项错误,应选C.2.(5分)用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中,下列物理量中需要测量的有( )A.重物的质量B.重力加速度C.重物下落的高度 D.与重物下落高度
2、对应的重物的瞬时速度3.(5分)在利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验中,产生误差的主要原因是( ) A.重物下落的实际高度大于测量值 B.重物下落的实际高度小于测量值C.重物实际末速度v大于gt(g为重力加速度,t为下落时间)D.重物实际末速度v小于gt【解析】选D.由于纸带与打点计时器之间的摩擦力及空气阻力的作用,重物下落的加速度a小于重力加速度g,所以vgt,故D正确.5.(5分)在“验证机械能守恒定律”的实验中:(1)将下列主要的实验步骤,按照实验的合理顺序把步骤前的序号填在题后横线上:_A.用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器处;B.将纸带固定在重物上,让纸带穿过打点计时器的限
3、位孔;C.取下纸带,在纸带上任选几点,测出它们与第一个点的距离,并算出重物在打下这几个点时的瞬时速度;D.接通电源,松开纸带,让重物自由下落; E.查出当地的重力加速度g的值,算出打下各计数点时的动能和相应的减少的重力势能,比较它们是否相等;F.把测量和计算得到的数据填入自己设计的表格里.(2)动能值与相应重力势能的减少值相比,实际上哪个值应偏小些?答:_.【解析】(1)实验的合理顺序应该是:BADCFE(2)由于重物和纸带都受阻力作用,即都要克服阻力做功,所以有机械能损失,即重物的动能值要小于相应重力势能的减少值.答案:(1)BADCFE (2)动能值 6.(2010岳阳高一检测)(6分)在
4、验证机械能守恒的实验中选出一条纸带如图1所示,以O为起始点,A、B、C三个计数点.打点计时器接通50 Hz的交流电,用最小刻度为毫米的刻度尺测得OA=11.13 cm、OB17.75 cm、OC25.9 cm.这三个数据中不符合有效数字要求的是_,应该写成_cm,在计数点A和B,B和C之间还各有一个点,重锤的质量为m,根据以上数据,当振针打至B时重锤的重力势能比开始下落时减少了_,这时它的动能增加了_.(g取9.80 m/s2)由此得出的结论是_.答案:(1)A、B、D(2)底板要竖直 给打点计时器通电打点 释放重锤,让它带着纸带一同下落(3)所选的纸带最初两点间距离接近2 mm(4)纸带通过
5、打点计时器时的摩擦阻力 小于它所减少的重力势能 质量大一些的(5)是一条通过坐标原点的倾斜直线 重力加速度8.(6分)某人设计了一个验证机械能守恒定律的实验装置,如图2所示,长为L的细绳一端固定于O点,另一端拴一个质量为m的小球,绳子下垂时小球位于N点,在N点的正上方距离约等于小球半径Q处,放一锋利的刀片,把绳子绷直拉到水平位置S后释放小球落到N处时,绳被割断,球继续落到桌面的P点,为验证机械能守恒,实验需要记录哪些数据?当它们满足什么关系式时可验证机械能守恒.【解析】由题目可知小球由S点至N点过程下落的高度等于绳长,过了N点后小球做平抛运动,解答本题可先由Ep=-mgL分析重力势能变化量,再结合平抛运动知识分析动能变化量Ek.通过两者的比较,验证机械能是否守恒.需要测量的数据:线长L,抛出点离地面的高度h,水平位移s.小球从S到Q势能的变化Ep=-mgL由平抛运动规律,小球在Q点处答案:【解析】