2019届高考物理一轮复习 第5章 机械能 第7讲 验证机械能守恒定律课时作业（含解析）.doc

7、验证机械能守恒定律基础训练1如图所示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秒表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)答案：(1)AD(2)见解析解析：(1)需要米尺来测量纸带上两点之间的距离，电磁打点计时器需用交流电源，故A、D正确(2)纸带与电磁打点计时器之间存在摩擦力；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；交流电源频率不稳定(选取两个原因即可)2(2018安徽江南十校联考)在验证机械能守恒定律的实验中，所用电源的频率f50 Hz，某次实验选择一条较理想纸带，某同学用毫米刻度尺测量从起始点O依次到A、B、C、D、E、F各点的距离分别记作x1、x2、x3、x4、x5、x6，并记录在下表中.符号x1x2x3x4x5x6数值(102 m)0.190.761.713.064.786.87(1)在实验过程中需要用工具进行直接测量的是()A重锤的质量 B重力加速度C重锤下降的高度 D重锤的瞬时速度(2)该同学用重锤在OE段的运动来验证机械能守恒定律已知重锤的质量为1 kg，当地的重力加速度g9.80 m/s2.则此过程中重锤重力势能的减少量为_J，而动能的增加量为_J(结果均保留3位有效数字)(3)另一位同学根据这一条纸带来计算重锤下落过程中的加速度a，为了充分利用记录数据，尽可能减少实验操作和测量过程中的误差，他的计算式应为a_，代入数据，求得a_m/s2(结果保留3位有效数字)因此_(填“能”或“不能”)用vgt求重锤在E点处的速度答案：(1)C(2) 0.4680.454(3)9.58不能解析：(1)在实验过程中重锤下降的高度需要用工具进行直接测量，C项正确(2)重力势能减少量为mgh19.804.78102 J0.468 J.由vE，T，EkEmv，解得EkE0.454 J.(3)据xaT2得：af29.58 m/s2.3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0.05 s闪光一次，如图所示数据为实际距离，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g9.8 m/s2，小球质量m0.2 kg，结果保留3位有效数字)时刻t2t3t4t5速度(m/s)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，重力势能的增量Ep_J，动能的减少量Ek_J.(3)在误差允许的范围内，若Ep与Ek近似相等，即可验证了机械能守恒定律由上述计算得Ep_(填“”“”或“”)Ek，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)v5102 m/s3.48 m/s.(2)重力势能的增量Epmgh，代入数据可得Ep1.24 J，动能减少量为Ekmvmv，代入数据可得Ek1.28 J(3)由计算可得Ep”“”或“天平甲图乙中还受到细线与滑轮的阻力的影响(2)0.8670.852在误差允许的范围内，重物下落时机械能守恒解析：(1)在甲图中为了减少空气阻力的影响，选择体积小、密度大的重物；在图乙中，m2在m1的拉力作用下向上运动，所以m1m2.两重物质量不等，分析系统损失的重力势能是否近似等于增加的动能时，两边质量不能约去，故需要天平测量两重物的质量题图乙中所示实验还受到细线与滑轮的阻力的影响，机械能损失较大，故题图甲所示实验方案较为合理(2)重力势能减少量为EpmghOB0.867 J；打B点时重物的速度为vB，打B点时重物的动能为EkBm20.852 J，可见在误差允许的范围内，重物下落时机械能守恒