2019-2020年高中物理 機械能守恒定律 第九節(jié) 驗證機械能守恒定律課時作業(yè) 新人教版必修1.doc

2019-2020年高中物理 機械能守恒定律 第九節(jié) 驗證機械能守恒定律課時作業(yè) 新人教版必修1一、選擇題1用自由落體法驗證機械能守恒定律，下面哪些測量工具是必需的()A天平B彈簧測力計C刻度尺 D秒表解析驗證機械能守恒定律的實驗中，需用刻度尺測量計數(shù)點之間的距離，不需用天平測出重物的質(zhì)量，也不需用秒表和彈簧測力計，故正確答案為C.答案C2在驗證機械能守恒定律的實驗中，對于自由下落的重物，下述選擇的條件哪種更為有利()A只要足夠重就可以B只要體積夠小就可以C既要足夠重，又要體積非常小D應(yīng)該密度大些，還應(yīng)便于夾緊紙帶，使紙帶在運動時不致扭曲解析利用重物下落驗證機械能守恒時，必須讓空氣阻力對實驗結(jié)果的影響越小越好，所以重物的密度越大，阻力相對重力越小，越有利于減小實驗誤差，同時還應(yīng)便于實驗操作，故正確選項為C、D.答案CD3某位同學(xué)做“驗證機械能守恒定律”的實驗，下列操作步驟中正確的是()A把電磁打點計時器固定在鐵架臺上，并用導(dǎo)線連接到低壓交流電源上B將連有重錘的紙帶穿過限位孔，將紙帶和重錘提升到一定高度C先釋放紙帶，再接通電源D更換紙帶，重復(fù)實驗，根據(jù)記錄處理數(shù)據(jù)解析在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶，以保證打第一個點時紙帶的初速度為零，故只有C錯誤，A、B、D均正確答案ABD4在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，發(fā)現(xiàn)重錘減少的重力勢能總是大于重錘增加的動能，造成這種現(xiàn)象的原因是()A選用重錘的質(zhì)量過大B選用重錘的質(zhì)量過小C空氣對重錘的阻力和打點計時器對紙帶的阻力D實驗時操作不仔細，實驗數(shù)據(jù)測量不準確解析在重錘下落過程中，重錘需克服空氣的阻力及打點計時器對紙帶的阻力做功，重錘減少的重力勢能在克服阻力做功的過程中消耗掉一部分，因此重錘減少的重力勢能總是大于重錘增加的動能，故只有C是正確的答案C5如下圖所示，是用自由落體法驗證機械能守恒定律時得到的一條紙帶，我們選中N點來驗證機械能守恒定律，下面舉出一些計算打N點時紙帶下落速度的方法，其中正確的是(T是打點周期)()AN點是第n個點，則vngnTBN點是第n個點，則vng(n1)TCvnDvn解析在實驗中應(yīng)使用測量值盡量接近真實值，只有C選項能達到此目的答案C6在利用重物自由下落驗證機械能守恒定律的實驗中，產(chǎn)生誤差的主要原因是()A重物下落的實際高度大于測量值B重物下落的實際高度小于測量值C重物實際末速度v大于gt(g為重力加速度，t為下落時間)D重物實際末速度v小于gt解析由于紙帶與重物同步運動，故所測紙帶上兩點間距離與重物下落高度相同，A、B均錯；由于存在阻力作用，重物下落加速度a<g，故實際末速度vat<gt，C錯，D對答案D二、非選擇題7在驗證機械能守恒定律的實驗中，若以為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出h圖線應(yīng)是_；h圖線的斜率等于_的數(shù)值解析對做自由落體運動的物體，據(jù)機械能守恒定律得：mghmv2，所以v2gh，v2h.答案過原點的一條直線重力加速度8本實驗中挑選紙帶的原則是：_；_；_.紙帶上第1、2兩點間的距離等于1.96 mm，則說明_；紙帶上第1、2兩點的間距小于1.96 mm則說明_答案點跡清晰點跡在一直線上第一、二兩點間距接近2 mm物體在打點時開始下落，物體在打點后開始下落9右圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平回答下列問題：(1)為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有_(填入正確選項前的字母)A米尺B停表C012 V的直流電源D012 V的交流電源(2)實驗中誤差產(chǎn)生的原因有_(寫出兩個原因)解析(1)需要米尺來測量兩點之間的距離，電磁打點計時器需用交流電源，故選A、D.(2)紙帶與電磁打點計時器之間存在摩擦阻力；測量兩點之間距離時的讀數(shù)有誤差；計算勢能變化時，選取的兩點距離過近；交變電流頻率不穩(wěn)定(選取兩個原因即可)答案(1)AD(2)見解析10驗證機械能守恒定律的實驗步驟安排如下：A把電磁打點計時器固定在鐵架臺上，并用導(dǎo)線將打點計時器接在低壓交流電源上B將連有重物的紙帶穿過限位孔，用手提著紙帶，讓手盡量靠近打點計時器C松開紙帶，接通電源D更換紙帶，重復(fù)幾次，選點跡清晰的紙帶進行測量E用天平測量重物的質(zhì)量m在上述實驗步驟中錯誤的是_和_，可有可無的是_解析B步驟中應(yīng)讓重物盡量靠近打點計時器，而不是手靠近；C步驟中應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶；E步驟可有可無，不稱量重物的質(zhì)量也可驗證機械能守恒定律答案BCE11利用下圖甲所示的裝置做驗證機械能守恒定律的實驗，按正確的實驗操作得到幾條打上點跡的紙帶通常要求從其中挑選頭兩點(即0、1兩點)間距離接近2 mm的紙帶進行測量但一位同學(xué)未按此要求，卻選取了一條操作正確、點跡清楚，但頭兩點(0與1點)間的距離明顯小于2 mm的紙進行標點(標出0、1、2、3各實際點跡)、測量(測出各點與0點的高度差h1、h2、h3)，見圖乙，那么能否用它正確計算比較點n位置處的動能與重力勢能的對應(yīng)關(guān)系(n2,3,4，)，即能否驗證mvmghn？_，理由是_，列出點n處瞬時速度的計算式(應(yīng)用從紙帶上讀取的數(shù)據(jù))vn_.解析本題的實驗過程要求先接通電源，開啟打點計時器，在紙帶上記下初始位置然后將紙帶、重錘系統(tǒng)適時地由靜止釋放使之自由下落所謂“適時”，最理想的情況是在振針剛好打在紙帶上的一瞬間釋放，紙帶上的頭兩點的間隔就是自由落體在第一個0.02 s內(nèi)下落的位移，即h1gt9.8(0.02)2 m1.96 mm2 mm. 但這種情況的機會很少，通常是在振針兩次敲擊紙帶之間的某時刻松手釋放但只要是由靜止釋放，運動性質(zhì)仍然是自由落體，只是紙帶上頭兩點之間的距離h1由于所經(jīng)歷的時間小于0.02 s而較2 mm要短些因此仍可以進行驗證機械能守恒的計算，即比較點n位置的動能mv與重力勢能減少量mghn的等量關(guān)系同樣道理，因下落高度h和速度都不能用理論計算值，而只能用實際測量值，故不從第一點開始，如從第3點到第8點之間的紙帶也能驗證機械能是否守恒，只要計算出勢能減少量是否等于對應(yīng)的動能增加量即可答案能因為運動性質(zhì)仍為自由落體運動，只要將n1的位置除外即可12如下圖甲所示，將包有白紙的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在馬達上并隨之轉(zhuǎn)動，使之替代打點計時器當燒斷掛圓柱棒的線后，圓柱棒豎直自由落下，毛筆就在圓柱棒白紙上畫出記號，如下圖乙所示，測得記號之間的距離依次為26、42、58、74、90、106 mm，已知馬達銘牌上有“1440 r/min”字樣，請說明如何由此驗證機械能守恒定律解析其方法如下：(1)由馬達銘牌“1440 r/min”算出毛筆畫的線距的時間間隔為T s0.04 s.(2)根據(jù)vn算出任意選取的畫相鄰兩條線時圓柱棒的瞬時速度，vC m/s1.25 m/s，vD m/s1.65 m/s.故Ekmvmvm(vv)m(1.6521.252) J0.58m J.而EpmgCDm1058103 J0.58m J，可見EkEp，這就驗證了圓柱棒自由下落時，機械能是守恒的答案見解析