2011届高考物理一轮课时练习 验证机械能守恒定律新人教版

验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律 1 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 解析 从需要验证的关系式ghn 看 与质量无关 A 错误 当重物质量大一些时 vn2 2 空气阻力可以忽略 B 正确 C 错误 纸带先下落而后打点 此时 纸带上最初两点 的点迹间隔较正常时略大 用此纸带进行数据处理 其结果是重物在打第一个点时 就有了初动能 因此重物动能的增加量比重物重力势能的减少量大 D 正确 答案 BD 2 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 查得当地重力加速度g 9 80 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 如图实 2 9 所示 把第一个点记作O 另选连续的四个点A B C D作为测量的点 经测量知道A B C D各点到O点的距离分别为 62 99 cm 70 18 cm 77 76 cm 85 73 cm 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 图实 2 9 解析 根据测量数据 重物从O点运动到C点下落的高度h 0 7776 m 故重力势 能减少量 Ep mgh 1 00 9 80 0 7776 J 7 62 J 重物动能的增加量 Ek mvC2 mv02 1 2 1 2 根据实验情况 重物在O点的速度v0 0 C点的速度vC等于重物从B点到D点这 一段时间 t 2 s 内的平均速度 由实验数据可得 1 50 vC m s 3 8875 m s BD t 0 8573 0 7018 2 1 50 重物的动能增加量 Ek mvC2 1 00 3 88752 J 7 56 J 1 2 1 2 答案 7 62 7 56 3 关于验证机械能守恒定律实验 下面列出一些实验步骤 A 用天平称出重物和夹子质量 B 将重物系在夹子上 C 将纸带穿过打点计时器的限位孔 上端用手提着 下端夹上系住重物的夹子 再 把纸带向上拉 让夹子靠近打点计时器 处于静止状态 D 把打点计时器接在学生电源的交流输出端 把输出电压调到 6 V 电源不接通 E 把打点计时器用铁夹固定放到桌边的铁架台上 使两个限位孔在同一竖直面内 F 在纸带上选取两个点 进行测量并记录数据 G 用秒表测出重物下落的时间 H 接通电源 待计时器打点稳定后释放纸带 I 切断电源 J 更换纸带 重新进行两次实验 K 在三条纸带中选出较好的一条 L 进行计算 得出结论 完成实验报告 M 拆下导线 整理器材 对于本实验以上步骤中 不必要的有 正确步骤的合理顺序是 填写代表字母 解析 根据实验原理和操作步骤可知不必要的有 A G 正确步骤的合理顺序是 E D B C H I J K F L M 答案 A G EDBCHIJKFLM 4 用落体法 验证机械能守恒定律 的实验中 g取 9 8 m s2 1 运用公式mv2 mgh时对实验条件的要求是 为此目的 所选 1 2 择的纸带第 1 2 两点间的距离应接近 2 若实验中所用重物质量m 1 kg 打点纸带如图实 2 10 所示 打点时间间隔为 0 02 s 则记录B点时 重物速度vB 重物动能Ek 从开始 下落起至B点 重物的重力势能减小量是 由此可得出的结论是 图实 2 10 3 根据纸带算出各点的速度v 量出下落距离h 则以为纵轴 以h为横轴画出的 v2 2 图象应是图实 2 11 中的 图实 2 11 解析 1 自由下落的物体在第一个 0 02 s 内 下落距离 h gt2 2 mm 1 2 2 vB m s 0 59 m s hAC 2T 31 4 7 8 10 3 2 0 02 Ek mvB2 1 0 592 J 0 174 J 1 2 1 2 Ep mgh 1 9 8 17 9 10 3 J 0 175 J 答案 1 自由下落的物体 2 mm 2 0 59 m s 0 174 J 0 175 J 在实验误差允许的范围内 动能的增加量等于重 力势 能的减少量 3 C 5 光电计时器是物理实验中经常用到的一种精密计时仪器 它由光电门和计时器两部 分组成 光电门的一臂的内侧附有发光装置 发射激光的装置是激光二极管 发出的 光束很细 如图实 2 12 中的A和A 另一臂的内侧附有接收激光的装置 如 图实 2 12 中的B和B 当物体在它们之间通过时 二极管发出的激光被物体挡 住 接收装置不能接收到激光信号 同时计时器就开始计时 直到挡光结束光电计 时器停止计时 故此装置能精确地记录物体通过光电门所用的时间 现有一小球从 两光电门的正上方开始自由下落 如图实 2 12 所示 图实 2 12 1 若要用这套装置来验证机械能守恒定律 则要测量的物理量有 每个物理量均用文字和字母表示 如高度H 2 验证机械能守恒定律的关系式为 解析 本实验是围绕机械能守恒定律的验证设计的 关键是速度的测定 本题改打 点计时器测量速度为光电门测量 由于本装置可记录小球通过光电门的时间 t 则 将小球的直径D除以 t 即可求出小球经过光电门的速度 若再测出两光电门间相距的 高度H 即可验证机械能守恒定律 1 需要测量的物理量有 小球直径D 两光电门间的竖直高度H 小球通过上 下 两光电门的时间 t1 t2 则小球通过上 下两光电门处的速度分别为 D t1 D t2 2 验证守恒关系式为 m 2 m 2 mgH