（新课标）2018版高考物理一轮复习 第五章 机械能 课时作业（二十七）验证机械能守恒定律.doc

课时作业(二十七)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在一次实验验证课上，某同学利用自由落体运动来验证机械能守恒定律，该同学开始实验时的情形如图所示，他将打点计时器接通低压电源后释放纸带(1)请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方_；_.(2)该同学在教师的指导下规范了实验操作，重新进行实验，得到了几条(35条)打出一系列点的纸带，在选点验证机械能守恒时，有以下两种方案，其中对选取纸带的1、2两点间距离要求小于或接近2 mm的是方案_(填“一”或“二”)方案一：利用起始点和第n点计算；方案二：任取两点计算(3)该同学最终选择了方案一，结合图象法进行数据分析，他从纸带上选取多个点测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方v2，根据实验数据作出v2h图象，其中图线的斜率表示_答案：(1)打点计时器接了直流电；重物离打点计时器太远(2)一(3)重力加速度g解析：(1)打点计时器采用的是交流电源，而本实验中采用了直流电源；同时，由于加速度较大，故纸带应在1米左右，且应让重物紧靠打点计时器，而本实验中离打点计时器太远，故错误为：打点计时器接了直流电源；重物离打点计时器太远(2)根据自由落体运动规律应有h10(0.02)2 m0.002 m2 mm.选用点迹清晰，第1、2点间距离接近2 mm的纸带，也就以利用起始点和第n点计算，所以方案是一(3)重物由静止开始下落距离h获得速度v，根据动能定理得，mghmv2即v2gh，所以v2h图线的斜率是重力加速度g.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，如图所标数据为实际距离，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ekmv22mv25，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)