2019-2020年高中物理 第七章 第9节 实验 验证机械能守恒定律练习 新人教版必修2.doc

2019-2020年高中物理 第七章 第9节 实验 验证机械能守恒定律练习 新人教版必修21(温州十校联合体xxxx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：D2(海岳中学xxxx学年高一下学期期末)在“验证机械能守恒定律”的实验中，下面列出一些实验步骤：A用天平称出重物和夹子的重量B把重物系在夹子上C将纸带穿过计时器，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子，再把纸带向上拉，让夹子靠近打点计时器静止D把打点计时器接在学生电源的交流输出端，把输出电压调至6V(电源不接通)E把打点计时器固定在桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上F在纸带上选取几个点，进行测量和记录数据G用秒表测出重物下落时间H接通电源，待计时器响声稳定后释放纸带I切断电源J更换纸带，重新进行两次K在三条纸带中选出较好的一条L进行计算，得出结论，完成报告M拆下导线，整理器材以上步骤中，不必要的有_，正确步骤的合理顺序是_(填写字母)。答案：AG；EDBCHIJMKFL解析：只为了验证机械能守恒，没必要称量重物的质量。打点计时器本身就是计时仪器，不再需要秒表。3(鄂南、黄石、鄂州三校xxxx学年高一下学期联考)某同学做验证机械能守恒定律实验时，不慎将一条挑选出的纸带一部分损坏，损坏的是前端部分。剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出标在图中，单位是cm。打点计时器工作频率为50Hz，重力加速度g取9.8m/s2。(1)重物在2点的速度v2_，在5点的速度v5_，此过程中动能增加量Ek_，重力势能减少量Ep_。由以上可得出实验结论_。(2)根据实验判断下列图中正确的图象是(其中Ek表示物体动能的变化量，h表示物体下落的高度)答案：(1)1.50m/s2.075m/s1.03mJ1.06mJ在误差允许的范围内，机械能守恒(2)C解析：(1)根据匀变速直线运动的规律，可以求出重物在2点的速度v2m/s1.50m/s和重物在5点的速度v5m/s2.075m/s，所以动能增加量为Ekvv1.03mJ，重力势能减少量为Epmgh25m×9.8×(3.23.64.0)×102J1.06mJ，由以上可得出实验结论为：在误差允许的范围内，机械能守恒。(2)物体机械能守恒，应有物体减少的重力势能转化为增加的动能，即Ekmgh，可见物体增加的动能与下落的距离成正比，选项C正确。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)()2mgs(3)Ek2Ek1解析：(1)距离s80.30cm20.30cm60.00cm。(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(Mm)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我国舰载飞机在“辽宁舰”上成功着舰后，某课外活动小组对舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感兴趣。他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水，制作了如图所示的装置，准备定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系。要达到实验目的，需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的_和在橡皮条阻拦下前进的距离，还必须增加的一种实验器材是_。忽略钢球所受的摩擦力和空气阻力，重力加速度已知，根据_定律(定理)，可得到钢球被阻拦前的速率。答案：高度(距水平木板的高度)刻度尺机械能守恒(动能)解析：本题用实验情景考查机械能守恒定律。设钢球释放点距水平木板的高度为h，由机械能守恒定律(或动能定理)得mghmv2v要求钢球被阻拦前的速度v，只要知道h，因此需再加的实验器材是刻度尺，用以测量h。2(江苏启东中学xxxx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(m·s1)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)1.241.28(3) <存在空气阻力解析：(1)t5时刻小球的速度v5×102m/s3.48m/s；(2)从t2到t5时间内，重力势能增量Epmgh250.2×9.8×(23.6821.1618.66)×102J1.24J，动能减少量Ekmvmv1.28J；(3)Ep<Ek，造成这种结果的主要原因是上升过程中存在空气阻力。3(辽宁省实验中学、东北育才中学、大连二十高xxxx学年高一下学期期末联考)“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行。(1)比较这两种方案，_(选填“甲”或“乙”)方案好些。(2)下图是某种方案得到的一条纸带，测得每两个计数点间距离如图所示，已知每两个计数点之间的时间间隔T0.1s，物体运动的加速度a_m/s2；该纸带是采用_(选项“甲”或“乙”)实验方案得到的。(3)下图是采用甲方案时得到的一条纸带，在计算图中N点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中正确的是()AvNgnTBvNCvN DvNg(n1)T答案： (1)甲(2)4.83m/s2乙(3)BC解析：(1)比较甲、乙两种方案，乙方案中产生的阻力对实验的影响大于甲方案，因此应选的方案是甲。(2)由题意得：a4.83m/s，所以该纸带是采用乙实验方案得到的。(3)计算N点速度应通过实验得到的纸带，经测量计算得出，所以应选B、C。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1234567h(m)0.1240.1940.2790.3800.4970.6300.777v(m/s)1.942.332.733.133.50v2(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，斜率的一半与g基本相等(不交代“通过坐标原点”也给分)