2019-2020年高中物理 机械能守恒定律 第九节 验证机械能守恒定律课时作业 新人教版必修1.doc

2019-2020年高中物理 机械能守恒定律 第九节 验证机械能守恒定律课时作业 新人教版必修1一、选择题1用自由落体法验证机械能守恒定律，下面哪些测量工具是必需的()A天平B弹簧测力计C刻度尺 D秒表解析验证机械能守恒定律的实验中，需用刻度尺测量计数点之间的距离，不需用天平测出重物的质量，也不需用秒表和弹簧测力计，故正确答案为C.答案C2在验证机械能守恒定律的实验中，对于自由下落的重物，下述选择的条件哪种更为有利()A只要足够重就可以B只要体积够小就可以C既要足够重，又要体积非常小D应该密度大些，还应便于夹紧纸带，使纸带在运动时不致扭曲解析利用重物下落验证机械能守恒时，必须让空气阻力对实验结果的影响越小越好，所以重物的密度越大，阻力相对重力越小，越有利于减小实验误差，同时还应便于实验操作，故正确选项为C、D.答案CD3某位同学做“验证机械能守恒定律”的实验，下列操作步骤中正确的是()A把电磁打点计时器固定在铁架台上，并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在做“验证机械能守恒定律”的实验时，应先接通电源，后释放纸带，以保证打第一个点时纸带的初速度为零，故只有C错误，A、B、D均正确答案ABD4在做“验证机械能守恒定律”的实验时，发现重锤减少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解析在重锤下落过程中，重锤需克服空气的阻力及打点计时器对纸带的阻力做功，重锤减少的重力势能在克服阻力做功的过程中消耗掉一部分，因此重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，故只有C是正确的答案C5如下图所示，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，下面举出一些计算打N点时纸带下落速度的方法，其中正确的是(T是打点周期)()AN点是第n个点，则vngnTBN点是第n个点，则vng(n1)TCvnDvn解析在实验中应使用测量值尽量接近真实值，只有C选项能达到此目的答案C6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解析由于纸带与重物同步运动，故所测纸带上两点间距离与重物下落高度相同，A、B均错；由于存在阻力作用，重物下落加速度ag，故实际末速度vatgt，C错，D对答案D二、非选择题7在验证机械能守恒定律的实验中，若以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出h图线应是_；h图线的斜率等于_的数值解析对做自由落体运动的物体，据机械能守恒定律得：mghmv2，所以v2gh，v2h.答案过原点的一条直线重力加速度8本实验中挑选纸带的原则是：_；_；_.纸带上第1、2两点间的距离等于1.96 mm，则说明_；纸带上第1、2两点的间距小于1.96 mm则说明_答案点迹清晰点迹在一直线上第一、二两点间距接近2 mm物体在打点时开始下落，物体在打点后开始下落9右图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平回答下列问题：(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有_(填入正确选项前的字母)A米尺B停表C012 V的直流电源D012 V的交流电源(2)实验中误差产生的原因有_(写出两个原因)解析(1)需要米尺来测量两点之间的距离，电磁打点计时器需用交流电源，故选A、D.(2)纸带与电磁打点计时器之间存在摩擦阻力；测量两点之间距离时的读数有误差；计算势能变化时，选取的两点距离过近；交变电流频率不稳定(选取两个原因即可)答案(1)AD(2)见解析10验证机械能守恒定律的实验步骤安排如下：A把电磁打点计时器固定在铁架台上，并用导线将打点计时器接在低压交流电源上B将连有重物的纸带穿过限位孔，用手提着纸带，让手尽量靠近打点计时器C松开纸带，接通电源D更换纸带，重复几次，选点迹清晰的纸带进行测量E用天平测量重物的质量m在上述实验步骤中错误的是_和_，可有可无的是_解析B步骤中应让重物尽量靠近打点计时器，而不是手靠近；C步骤中应先接通电源，后释放纸带；E步骤可有可无，不称量重物的质量也可验证机械能守恒定律答案BCE11利用下图甲所示的装置做验证机械能守恒定律的实验，按正确的实验操作得到几条打上点迹的纸带通常要求从其中挑选头两点(即0、1两点)间距离接近2 mm的纸带进行测量但一位同学未按此要求，却选取了一条操作正确、点迹清楚，但头两点(0与1点)间的距离明显小于2 mm的纸进行标点(标出0、1、2、3各实际点迹)、测量(测出各点与0点的高度差h1、h2、h3)，见图乙，那么能否用它正确计算比较点n位置处的动能与重力势能的对应关系(n2,3,4，)，即能否验证mvmghn？_，理由是_，列出点n处瞬时速度的计算式(应用从纸带上读取的数据)vn_.解析本题的实验过程要求先接通电源，开启打点计时器，在纸带上记下初始位置然后将纸带、重锤系统适时地由静止释放使之自由下落所谓“适时”，最理想的情况是在振针刚好打在纸带上的一瞬间释放，纸带上的头两点的间隔就是自由落体在第一个0.02 s内下落的位移，即h1gt9.8(0.02)2 m1.96 mm2 mm. 但这种情况的机会很少，通常是在振针两次敲击纸带之间的某时刻松手释放但只要是由静止释放，运动性质仍然是自由落体，只是纸带上头两点之间的距离h1由于所经历的时间小于0.02 s而较2 mm要短些因此仍可以进行验证机械能守恒的计算，即比较点n位置的动能mv与重力势能减少量mghn的等量关系同样道理，因下落高度h和速度都不能用理论计算值，而只能用实际测量值，故不从第一点开始，如从第3点到第8点之间的纸带也能验证机械能是否守恒，只要计算出势能减少量是否等于对应的动能增加量即可答案能因为运动性质仍为自由落体运动，只要将n1的位置除外即可12如下图甲所示，将包有白纸的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在马达上并随之转动，使之替代打点计时器当烧断挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由落下，毛笔就在圆柱棒白纸上画出记号，如下图乙所示，测得记号之间的距离依次为26、42、58、74、90、106 mm，已知马达铭牌上有“1440 r/min”字样，请说明如何由此验证机械能守恒定律解析其方法如下：(1)由马达铭牌“1440 r/min”算出毛笔画的线距的时间间隔为T s0.04 s.(2)根据vn算出任意选取的画相邻两条线时圆柱棒的瞬时速度，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，可见EkEp，这就验证了圆柱棒自由下落时，机械能是守恒的答案见解析