2019_2020学年新教材高中物理课时跟踪训练（二十二）实验验证机械能守恒定律新人教版必修第二册.docx

课时跟踪训练（二十二） 实验：验证机械能守恒定律A级学考达标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。2在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中需要直接测量的是()A重物的质量B重力加速度C重物下落的高度D重物下落某一高度所对应的瞬时速度解析：选C重物的质量不需要测量；重力加速度是已知的；重物下落的高度需要测量；瞬时速度是根据纸带上的数据计算得出的。故应选C。3用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，根据纸带算出相关各点的速度v，测量出下落距离h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图像应是()解析：选C由机械能守恒定律得：mghmv2，得：gh，可以看出与h成正比例关系，图线是过原点的直线，C正确。数据处理可以用不同的方法，得到相同的结论。4在“验证机械能守恒定律”的实验中，采用如图甲所示的实验装置。(1)现得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，把纸带中第一个点记作O，另选纸带上连续打下的3个点A、B、C为计数点，经测量A、B、C各点到O的距离分别为9.51 cm、12.70 cm、16.27 cm。则打点计时器打下B点时，重物的速度为_m/s，已知打点计时器打点周期为0.02 s。(2)实验中重物应该选用以下哪个物体_。A一个20 g的砝码B一个50 g的钩码C一个200 g的木球D一个200 g的铅制重锤(3)由于存在阻力的原因，比较重物在纸带上相距较远的某两点间的重力势能变化Ep和动能变化Ek的大小关系，总是存在Ek_Ep(选填“”“”或“”“”或“”)，造成这种结果的主要原因是_。解析：(1)v5 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Ekmv22mv52，代入数据可得Ek1.28 J；(3)由计算可得EpEk，主要是由于存在空气阻力。答案：(1)3.48(2)1.241.28(3)存在空气阻力7某探究小组利用传感器研究小球在摆动过程中的机械能守恒规律，实验装置如图甲所示，在悬点处装有拉力传感器，可记录小球在摆动过程中各时刻的拉力值，小球半径、摆线的质量和摆动过程中摆线长度的变化可忽略不计。实验过程如下：(1)测量小球质量m，摆线长L。(2)将小球拉离平衡位置在某一高度处无初速度释放，在传感器采集的数据中提取最大值为F，小球摆到最低点时动能的表达式为_(用上面给定物理量的符号表示)。(3)改变释放高度h，重复上述过程，获取多组摆动高度h与对应过程的拉力最大值F的数据，在Fh坐标系中描点连线。(4)通过描点连线，发现F与h成线性关系，如图乙所示，可证明小球摆动过程中机械能守恒。(5)根据Fh图线中数据，可知小球质量m_kg，摆线长L_m(计算结果保留两位有效数字，重力加速度g取10 m/s2)。解析：(2)小球摆到最低点时，根据牛顿第二定律得Fmgm，其动能为Ekmv2，故小球摆到最低点时动能的表达式为Ek(Fmg)L。(5)根据机械能守恒定律得mgh(Fmg)L，解得Fhmg，在Fh图像中，纵轴截距为1.00