2019_2020学年高中物理第7章机械能守恒定律第9节实验验证机械能守恒定律练*新人教版必修2

发布于:2021-06-11 06:49:04

第 9 节 实验:验证机械能守恒定律 2 提升练、课时跟踪 一、选择题 1.在做“验证机械能守恒定律”的实验时,发现重物减少的重力势能总是略大于重物 增加的动能,造成这种现象的原因是( ) A.选用的重物质量过大 B.选用的重物质量过小 C.空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力 D.实验时操作不规范,实验数据测量不准确 解析:选 C 造成题中所述误差的主要原因是来自于各方面的阻力,选项 C 正确. 二、非选择题 2.在“验证机械能守恒定律”的实验中,所用电源的频率为 50 Hz,某同学选择了一 条理想的纸带,用刻度尺测量时各点位置对应刻度尺上的读数如图所示(图中 O 是打点计时 器打的第一个点,A,B,C,D 是间隔一段所取的点,图中单位为厘米).根据实验并结合纸 带回答以下问题:(g 取 9.8 m/s2) (1)现有器材:电磁打点计时器,低压交流电源,纸带,带夹子的重物,刻度尺,天*, 导线,铁架台.其中该实验不需要的器材是______________________. (2)实验时,释放纸带与接通电源的合理顺序是_________________. (3)实验中,要从几条打上点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接*________mm 并且 点迹清晰的纸带进行测量. (4)若重物的质量为 m kg,则重物下落到 B 点时,减少的重力势能为________. (5)若重物的质量为 m kg,则重物下落到 B 点时,重物的动能为________. (6)由纸带计算重物下落的加速度为________.[注:(4)、(5)、(6)三题小数点后面保 留两位有效数字] 解析:(1)实验中,不需测量重物的质量,所以不需要的器材是天*. (2)实验中应先接通电源,后释放纸带. (3)若释放纸带时恰好打点,纸带上一、二两点间的距离Δh=12gt2=1.96 mm≈2 mm. (4)ΔEpB=mghB=6.88m J. (5)vB=2ATC=3.70 m/s, EkB=12mvB2=6.85m J. (6)由 xBC-xAB=g1T2 可得: g1=9.50 m/s2. 由 xCD-xBC=g2T2 可得:g2=9.75 m/s2. g=g1+2 g2=9.63 m/s2. 答案:(1)天* (2)先接通电源,后释放纸带 (3)2 (4)6.88m J (5)6.85m J (6)9.63 m/s2 3.(2019·洛阳市高一期中)某实验小组利用如图甲所示的实验装置,完成“验证机械 能守恒定律”的实验,请根据实验原理和步骤完成下列问题: (1)在实验操作中,释放纸带瞬间的四种情景如照片所示,你认为最合理的是________. (2)如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带,纸带上的 O 点是起始点,选取纸 带上连续的点 A、B、C、D、E、F 作为计数点,并测出各计数点到 O 点的距离依次为 27.94 cm、 32.78 cm、38.02 cm、43.65 cm、49.66 cm、56.07 cm.已知打点计时器所用的电源是 50 Hz 的交流电,重物的质量为 0.5 kg,则从计时器打下点 O 到打下点 D 的过程中,重物减小的 重力势能ΔEp=________J,重物增加的动能ΔEk=________J,两者不完全相等的主要原因 是_________(重力加速度 g 取 9.8 m/s2,计算结果保留三位有效数字). (3)从实验数据处理结果发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能,这是实 验存在误差的必然结果,该误差属于________(填“系统误差”或“偶然误差”). 解析:(1)释放重物时,手提着纸带的上端,纸带要处于竖直状态,重物靠*打点计时 器,故选 D. (2) 从 计 时 器 打 下 点 O 到 打 下 点 D 的 过 程 中 , 重 力 势 能 减 小 量 Δ Ep = mgh = 0.5×9.8×0.436 5 J ≈ 2.14 J , 利 用 匀 变 速 直 线 运 动 的 推 论 可 得 : vD = x t = 0.496 6-0.380 0.04 2 m/s=2.91 m/s,重物增加的动能为:EkD=12mvD2=12×0.5×(2.19)2J≈ 2.12 J,由于存在阻力作用,所以减小的重力势能大于动能的增加量. (3)从实验数据处理结果发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能,这是实 验存在误差的必然结果,该误差属于系统误差. 答案:(1)D (2)2.14 2.12 存在阻力作用 (3)系统误差 4.(2019·海安中学高一期中)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、电火花打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天*,交流电源.回 答下列问题. (1)为完成此实验,除了现有的器材,还需要的器材是____________. (2)关于本实验,在操作过程正确的情况下,下列说法中正确的是______. A.实验时一定要称出重锤的质量 B.实验中测得重锤重力势能的减少量ΔEp 略大于它动能的增加量ΔEk,是因为阻力做 功造成的 C.如果纸带上打下的第 1、2 点模糊不清,则无论用何种方法处理数据,该纸带都不能 用于验证机械能守恒定律 D.处理实验数据时,可直接利用打下的连续实际点迹作为“计数点” (3)若按实验要求选出合适的纸带进行测量,量得连续三个计数点 A、B、C 到第一个点 O 的距离如图所示(相邻两点时间间隔为 0.02 s),当地重力加速度 g=9.80 m/s2,重锤质量 为 0.50 kg,那么打下点 B 时重锤的动能 EkB=________J,从 O 到 B 的过程中重力势能减少 量为ΔEp=________J.(计算结果均保留三位有效数字) (4)在实验中,某同学根据实验测得的数据,通过计算发现,重锤在下落过程中,重锤 动能的增加量略

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