高中物理 第四章 机械能和能源 第五节 验证机械能守恒定律自我小测（含解析）粤教版必修

在学生就要走出校门的时候，班级工作仍要坚持德育先行，继续重视对学生进行爱国主义教育、集体主义教育、行为规范等的教育，认真落实学校、学工处的各项工作要求验证机械能守恒定律1实验时，计时器电源频率为50 Hz，当地重力加速度的值为9.80 m/s2，测得所用重锤的质量为1.00 kg，甲、乙、丙三位同学分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为1.8 mm、1.9 mm、2.5 mm.可以看出其中肯定有一个学生在操作上有错误，这位同学是_，操作错误是_若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续3点A、B、C到第1点的距离分别是AO15.55 cm，BO19.20 cm，CO23.30 cm，计时器打下B点时，重锤重力势能的减少量为_ J，重锤增加的动能是_ J.2在用“落体法”验证机械能守恒定律的实验中：(1)所用重锤的质量m1.0 kg，打点计时器所用电源频率为50 Hz，打下的纸带如图所示(图中的数据为从起始点O到该点的距离)，则在打B点时，重锤的速度vB_ m/s，重锤的动能EkB_J，从开始下落到打B点时，重锤的势能减少量是_J(取两位有效数字)(2)根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，则以v2为纵轴，以h为横轴，画出的图线应是下图所示中的()3(2010临沂卧龙学校高一期中)一个物体由H高处自由下落，设地面为参考平面，当物体的动能和重力势能相等时，则物体所经历的时间为_4在利用打点计时器验证自由下落的物体机械能守恒的实验中，设物体在打O点时释放打点计时器打A点时物体速度为v，如图所示一同学在实验报告中填写如下：v2.36 m/s，h27.73 cm，2.785 m2/s2，gh2.718 m2/s2由以上数据说明在误差范围内两者相等，故机械能守恒教师批阅：“数据非实验所得！”老师作此批阅的理由是_5(2009广州高一检测)(1)为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选择：A铁架台 B打点计时器 C复写纸 D纸带E低压交流电源F天平G秒表H导线I电键K米尺(1)上述器材不必要的是_(只填字母代号)，缺少的器材是_(2)实验中下列物理量中需要直接测量的量有_，通过计算可得到的量有_(填字母序号)A重锤质量B重力加速度C重锤下落的高度D与下落高度相应的重锤的瞬时速度(3)质量m1 kg的重锤自由下落，在纸带上打出一系列的点如图所示，O为第一个点，A、B、C为相邻的点，相邻计数点的时间间隔为0.02 s，长度单位是cm，取g9.8 m/s2，求：a打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB_ m/s(保留两位有效数字)；b从点O到打下计数点B的过程中，物体重力势能的减少量Ep_ J，动能的增加量Ek_ J(保留两位有效数字)6交流电的频率如果不是50 Hz，也会给本实验带来误差试就f50 Hz和f50 Hz两种情况，讨论实验结果将出现的偏差7为了测定一根轻弹簧压缩至最短时能储存的弹性势能大小，可以将弹簧固定在一带有凹槽轨道一端，并将轨道固定在水平桌面边缘上，如图所示用钢球将弹簧压缩至最短，最后突然释放，钢球将沿轨道飞出桌面，实验时，(1)需要测定的物理量为_(2)计算弹簧最短时弹性势能的关系式是_8在验证机械能守恒的实验中，已知打点计时器打点间隔为T，某一组同学得到了一条如图所示的纸带，在填写实验报告时甲、乙两个同学选择不同的数据处理方法：甲同学测出了C点到第一点O的距离hOC，利用v2ghOC计算得到了C点的速度，然后验证mghOC与mv相等乙同学测出了A、B、C、D各点到第一点O的距离hA、hB、hC、hD，利用vB、vC计算B、C点的速度，然后验证了mg(hChB)与mvmv是否相等请你对甲、乙两位同学的做法逐一分析，不合理之处提出完善方法参考答案1解析：重物在第一个0.02 s内下落的高度大于2 mm，说明打点计时器打下第一个点时重物已具有初速度答案：丙先放开纸带后接通电源1.881.842解析：根据v得vB m/s0.79 m/sB点的动能为EkBmv1(0.79)2 J0.31 J重锤的势能减少量为Epmgh19.832.4103 J0.32 J因为mghmv2，故v2h，作出的v2h图线应为过原点的直线，正确选项为C.答案：(1)0.790.310.32(2)C3解析：由mv2mv2mgH得物体的动能和重力势能相等时物体的速度v，又因vgt，所以t.答案：4解析：在本实验中，由于空气阻力、摩擦力不可避免，所以重力势能的减少量大于动能的增加量，或者说物体下落的实际加速度ag，所以实验所测数据的实际结果应是v2gh.而不是这位同学的v2gh.(这也是本实验中为什么不用vgt来计算瞬时速度的原因所在)答案：见解析5解析：(1)要验证mghmv2，即ghv2，不需测量m，不需要用天平， h用刻度尺测量，不需要秒表，另外还缺少重锤(2)能用器材直接测量的量有物体下落高度h，再经计算可测量得到对应h的速度大小(3)vB0.97 m/s，EpmghOB0.48 J，Ekmv0.47 J.答案：(1)F、G重锤(2)CD(3)0.970.480.476解析：当f50 Hz时，实际打点周期大于0.02 s，利用vn时仍用0.02 s计算速度，使计算得到的动能偏大，有可能出现EkEp的情况当f50 Hz时，实际打点周期小于0.02 s，计算速度时仍用0.02 s求，使计算得到的动能偏小，使EkEp的误差更大答案：见解析7解析：(1)需要测定的物理量有：钢球质量m、桌面高度h、钢球落点与飞出点的水平距离s.(2)弹簧最短时的弹性势能全部转化为钢球平抛时的初动能，Epmv，而根据平抛运动规律有：hgt2，sv0t得，v0，故Epmv.答案：(1)钢球质量m、桌面高度h、钢球落点与飞出点的水平距离s(2)Ep8解析：本题主要考查学生对验证机械能守恒定律实验原理的理解甲同学选择从O到C段验证机械能守恒，计算C点的速度用v2ghOC的话，犯了用机械能守恒定律去验证机械能守恒的错误计算vC可以选择vC.乙同学选择了从B到C段验证机械能守恒，由于B、C较近，可造成误差偏大，可