高三物理一轮复习《实验验证机械能守恒定律》课时训练小卷（含解析）.doc

9.实验:验证机械能守恒定律1.在用如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律时,某同学的以下看法中正确的是()。a.必须用秒表测出重物下落的时间b.实验操作时,注意手提着纸带使重物靠近计时器,先接通计时器电源,然后松开纸带c.如果打点计时器不竖直,重物下落时,其重力势能有一部分消耗在纸带摩擦上,就会造成重力势能的变化小于动能的变化d.验证时,可以不测量重物的质量或重力答案:bd解析:因为实验中使用打点计时器,不需要测时间,a错误;打点计时器不竖直,重物下落时,其重力势能有一部分消耗在纸带摩擦上,造成重力势能的减少大于动能的增量,c错误;验证时,不必测量重物的质量或重力,d正确。由实验操作规程可知,b也正确。2.某位同学做“验证机械能守恒定律”的实验,下列操作步骤中错误的是()。a.把打点计时器固定在铁架台上,用导线连接到低压交流电源b.将连有重物的纸带穿过限位孔,使重物停靠在打点计时器附近c.先释放纸带,再接通电源d.更换纸带,重复实验,根据记录处理数据答案:c解析:若先释放纸带,再接通电源,则纸带的起点不是自由落体的起点,选项c错误。3.下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中,正确的是()。a.重物质量的称量不准会造成较大误差b.重物质量选用得大些,有利于减小误差c.重物质量选用得较小些,有利于减小误差d.纸带下落和打点不同步会造成较大误差答案:bd解析:该实验不需要知道重物的质量,但是选用质量较大的物体可以减小阻力,有助于减小实验误差,a、c错,b对;纸带下落与打点不同步会引起测量误差,使实验出现误差,d对。4.(2013福州高一检测)某研究性学习小组做完教材中规定的实验后,又根据所测得的数据用数据处理软件excel拟合出各种图象。假设该小组一切操作均很规范,则下列图象中可能正确的是(其中h表示物体下落的高度,h表示物体离地面的高度)()。答案:abd解析:当物体下落高度为h时,动能为mv2=mgh,得v2h,选项a正确。设物体开始时离地面高度为h0,当物体下落高度h时有mv2=mgh=mg(h0-h),得v2=2mgh0-2mgh,因此选项b可能正确。实验中机械能随着下落高度的增加应略有减小,因此gh+也随着h略有减小,选项c错误,d正确。5.(2013新课标高考)如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.秒表c.012 v的直流电源d.012 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)纸带和打点计时器之间有摩擦;用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差解析:(1)本实验需测量长度,但不需要计时,选项a正确而b错误;打点计时器需要用交流电源,选项c错误而d正确。(2)摩擦和长度测量读数问题是产生误差的主要原因。6.在“验证机械能守恒定律”的实验中,重物质量m=1 kg,纸带上打的点如图所示,打点计时器外接50 hz的低压交流电源。(1)纸带的哪一端与重物相连?(2)打点计时器打下b点时重物的速度是多少?(3)若取g=9.8 m/s2,则从起点o到打b点的过程中机械能是否守恒?通过计算验证。答案:(1)左端(2)0.98 m/s(3)见解析解析:(1)左端,因为重物与第一个点最近。(2)vb=10-2 m/s=0.98 m/s。(3)重锤重力势能的减少量为:ep=mgh=19.85.0110-2 j=0.49 j重锤动能的增加量为:ek=10.982 j=0.48 j在实验误差允许的范围内,可认为ep=ek,机械能守恒。7.(2013江苏南通高一检测)在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50 hz。查得当地的重力加速度g=9.8 m/s2,测得所用的重物的质量为1.00 kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带,把第一个点记作o,另选连续的4个点a、b、c、d作为测量的点。经测量知道a、b、c、d各点到o的距离分别为62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm。(1)根据以上数据,可知重物由o点运动到c点,重力势能的减少量等于 j,动能的增加量等于 j(取三位有效数字)。(2)如果以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的h图线是,该线的斜率等于。答案:(1)7.627.56(2)一条过原点的倾斜直线当地重力加速度(9.8 m/s2)解析:(1)先判定d点的可靠性,即判定xbc-xab是否等于xcd-xbc。如相等(或在误差允许范围内),d点就可靠(即在d点之前物体做自由落体运动),就可利用vc=求出c点速度,ekc=。则ep=mgh,h是o到c的距离。故ep=mgh=1.009.80.777 6 j=7.62 j由于vc= m/s=3.888 m/s所以ek=1.003.8882 j=7.56 j(2)根据=ghn,可得h图线的斜率等于重力加速度,图线是一条过原点的倾斜直线。8.用气垫导轨装置验证机械能守恒定律,先非常仔细地把导轨调成水平,然后如图所示用垫块把导轨一端垫高h。滑块m上面装l=3 cm的挡光框,使它由轨道上端任一处滑下,测出它通过光电门g1和g2时的时间t1和t2,就可以算它通过g1和g2时的速度v1和v2,就可以算出它由g1到g2这段过程中动能的增加量ek=m();再算出重力势能的减少量ep=mgh,比较ek与ep的大小,便可验证机械能是否守恒。(1)滑块的速度v1、v2如何求出?滑块通过g1时的高度h如何求出?(2)若测得图中l=1 m,s=0.5 m,h=20 cm,m=500 g,滑块通过g1和g2的时间分别为5.010-2 s和2.010-2 s,当地重力加速度g=9.80 m/s2,试判断机械能是否守恒。答案:见解析解析:(1)因为挡光框宽度很小(l=3 cm),滑块通过挡光框的时间极短,故可以认为滑块通过挡板时做匀速运动,则通过两挡光框时的平均速度等于通过g1和g2两位置的瞬时速度v=;由相似原理,可得,便可求得h=s,h、l、s都是事先设定的。(2)v1=