高中物理4.5验证机械能守恒定律练习粤教版必修2

第五节验证机械能守恒定律一、单项选择题1在做验证机械能守恒定律实验时，发现重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的原因是()A选用重锤的质量过大B选用重锤的质量过小C空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力D实验时操作不仔细，实验数据测量不准确【答案】C【解析】由于重锤减少的势能总是大于重锤增加的动能，说明重锤在运动过程中克服阻力做功，机械能减少2用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，某同学根据纸带算出相关各点的速度v，测量出下落距离h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图象应是图中的()【答案】C【解析】由mghmv2得gh，与h成正比关系，故C正确3在利用自由落体验证机械能守恒的实验中，对于自由下落的重物，下述选择的条件中哪条更为有利()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，又要体积足够大D应该质量和密度都大些，还应便于夹紧纸带，使纸带随同重物运动时不致扭曲【答案】D【解析】选重物时，应尽量选取质量大、体积小的物体，增大质量可使阻力的影响相对减小，减小体积可以减小空气的阻力，故D对，A、B、C错二、双项选择题4在验证机械能守恒定律的实验中，需要测量的是重锤的()A质量B下落高度C下落时间 D瞬时速度【答案】BD【解析】在本实验中，由于在动能的增加和势能的减少中，都有重锤的质量m，两边正好能够约去，所以没有必要测量重锤的质量，A错误重锤下落的时间，可以从纸带上直接根据打的点来确定，C错误重锤下落的高度和下落的速度是必须测量出来的，高度可以直接测量，而速度是先测量再进行计算，B、D正确5如图4510所示是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带，我们选中N点来验证机械能守恒定律下面举出一些计算N点速度的方法，其中正确的是()图4510AN点是第n个点，则vngnTBN点是第n个点，则vng(n1)TCvnDvn【答案】CD【解析】用vgt是理想情况下用逻辑推理的结论，而不是用验证方法求得的结果故A、B错，C、D正确6在“验证机械能守恒定律”的实验中，有关重锤的质量，下列说法中正确的是()A应选用质量较大的重锤，使重锤和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力B应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动C不需要称量重锤的质量D必须称量重锤的质量，而且要估读到0.01 g【答案】AC【解析】在“验证机械能守恒定律”实验中，我们只需比较gh与v2的值即可验证机械能守恒定律是否成立，与重锤质量无关，因此C正确若将重锤的质量选得大些，则在重锤下落过程中，空气阻力可忽略不计，有利于减小相对误差所以A正确7关于“验证机械能守恒定律”的实验，下列说法中正确的是()A在实验中必须要用天平测出重物的质量、瞬时速度和下落的高度，才能验证机械能守恒定律B在实验中因为不需要求出动能和重力势能的具体数值，故不需要用天平测出重物的质量C选取纸带时，应尽量挑选第一、二两点间距离接近2 mm 的纸带，如果没有这样的纸带，实验达不到目的D如果没有第一、二两点间距离接近2 mm的纸带，本实验仍然可达到目的【答案】BD【解析】因为“验证机械能守恒定律”只要证明mv2mgh，即v2gh即可，不必要用天平测出物体的质量，故A错B对物体在自由下落时不一定从刚打完一个点开始下落，即O点是开始下落的点，第一个离O点的时间间隔可以小于0.02秒，故第一、二点间的距离不一定接近2 mm，可能小于2 mm，故C错，D对. 三、非选择题8某同学为验证机械能守恒定律编排了如下实验步骤：A用天平称出重锤的质量B把纸带固定到重锤上，并把纸带穿过打点计时器，提升到一定高度C拆掉导线，整理仪器D电源，调整纸带，重做两次E用秒表测出重锤下落的时间F用毫米刻度尺测出计数点与起点的距离，记录数据，并计算出结果，得出结论G把打点计时器接到低压交流电源上H接通电源，释放纸带I把打点计时器接到低压直流电源上J把打点计时器固定到桌边的铁架台上上述实验步骤中错误的是_，可有可无的是_，其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列的是_(均只需填步骤的代号)【答案】E、IAJGBHDCF【解析】对于物理实验，掌握实验原理和操作方法是最基本的要求只有掌握了实验原理，才能判断出实验步骤中哪些是错误的，哪些是必要的；只有亲自动手进行认真的操作，才能正确地对实验步骤按序排列上述实验步骤中错误的是E和I，因为实验中不需要测定时间，打点计时器应使用低压交流电源可有可无的实验步骤是A.其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列是：JGBHDCF.9在一次实验中，质量m1 kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图4511所示(相邻计数点间的时间间隔为0.02 s)，长度单位是cm，那么，图4511(1)纸带的_端与重物相连(2)打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB_ m/s.(3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量Ep_ J，此过程中物体动能的增加量Ek_ J(g取9.8 m/s2)(4)通过计算，数值上Ep_Ek(填“”“”或“实验中有摩擦力做功(5)在误差允许范围内机械能守恒【解析】(2)vB m/s0.98 m/s.(3)EpmghOB19.85102 J0.49 J.Ekmv10.982 J0.48 J.图451210利用图4512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用刻度尺测出物体下落的高度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v.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v，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.以上方案中只有一种正确，正确的是_(填入相应的字母)【答案】d【解析】本题目的是验证机械能守恒，必须是通过测量数据对动能和势能(mv2与mgh)关系进行验证，即要测量v和h.而a、b、c三项中用的计算速度v的公式是根据自由落体运动规律得来的，而自由落体本身就是遵守机械能守恒的，达不到验证的目的3