【立体设计】2012高考物理 第5章 第6讲 实验 验证机械能守恒定律课后限时作业 新人教版

用心 爱心 专心 立体设计立体设计 2012 2012 高考生物理高考生物理 第第 5 5 章章 第第 6 6 讲讲 实验实验 验证机械能守验证机械能守 恒定律课后限时作业恒定律课后限时作业 新人教版新人教版 一 选择题 每小题 6 分 共 12 分 1 在 验证机械能守恒定律 的实验中 下列物理量中需要用工具测量和通过计算得到的 是 A 重物的质量 B 重力加速度 C 重物下落的高度 D 与重物下落高度对应的重锤的瞬时速度 解析 根据实验原理知 应测出重物下落到某一点时下落的高度 并通过对纸带分析 计算出该点物体的瞬时速度 答案 C D 2 在利用重锤自由下落来验证机械能守恒定律的实验中 产生误差的主要原因是 A 重锤下落的高度大于测量值 B 重锤下落的高度小于测量值 C 重锤实际末速度 v 大于 gt g 为重力加速度 t为下落时间 D 重锤实际末速度 v 小于 gt 解析 重锤下落的实际高度与测量值之间肯定存在误差 但到底是大于还是小于测量值 不一定 所以 A B 错 由于纸带与限位孔之间的摩擦及空气阻力的存在 重锤下落过程中 加速度小于 g 实际末速度要小于 gt 故 D 对 C 错 答案 D 二 非选择题 共 48 分 3 8 分 在 验证机械能守恒定律 的实验中 有如下可供选择的实验器材 铁架台 打点计时器以及复写纸 纸带 低压直流电源 天平 秒表 导线 开关 其中不必要的 器材是 缺少的器材是 解析 因为此实验要利用重锤和纸带系统做自由落体运动来验证机械能守恒 实验中需 通过打点计时器记录重锤自由下落的运动情况 并测量重锤下落的高度 hn和对应记录点的 速度 vn 通过计算 mghn和的值进行比较来验证机械能守恒定律 显然 处理数据时 2 2 1 n mv 比较 ghn和的值即可验证机械能守恒定律是否成立 因此 不需要天平 秒表 但必 2 2 1 n v 须要有低压交流电源 重锤和刻度尺 答案 低压直流电源 天平 秒表低压交流电 源 重锤 刻度尺 4 12 分 在利用打点计时器等器材验证自由下落物体的机械能是否守恒时 打点计时器 的电源频率是 50 Hz 某同学先后打出两条纸带 纸带 上第 1 2 两点 第 2 3 两点 第 3 4 两点 第 4 5 两点间的距离依次为 1 9 mm 6 0 mm 10 0 mm 14 0 mm 纸带 上 第 1 2 两点 第 2 3 两点 第 3 4 两点 第 4 5 两点的距离依次为 2 5 mm 6 0 mm 10 0 mm 14 0 mm 那么 应该选用纸带 进行测量和计算 根据你所选用的 纸带 利用第 2 3 两点间的距离和第 4 5 两点间的距离 可以计算出当地的重力加速度 的大小 为 在打第 3 点的瞬时 重物的速度为 m s 为了验证机械能 守恒定律 应该计算出打第 2 3 4 点时物体减少 的和增加的 然后比较 它们的数值在误差允许范围内是否相等 解析 自由落体在 0 02 s 内的位移 用心 爱心 专心 x 0 002 m 2 mm 故选纸带 2 2 1 gt 第 2 3 两点中间时刻的速度 v m s 0 3 m s 02 0 100 6 3 第 4 5 两点中间时刻的速度 v m s 0 7 m s 02 0 014 0 所以 g m s2 10 m s2 T vv 2 02 0 2 3 07 0 或者 x45 x23 2gT2 所以 g m s2 10 m s2 2 2345 2T xx 2 02 0 2 006 0 014 0 v3 m s 0 4 m s T xx 2 3423 02 0 2 01 0 006 0 答案 10 m s2 0 4 重力势能 动能 5 14 分 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中 使质量为 m 1 00 kg 的重物自 由下落 打点计时器在纸带上打出一系列的点 选取一条符合实验要求的纸带如图所示 O 为第一个点 A B C 为从合适位置开始选取连续点中的三个点 已知打点计时器每隔 0 02 s 打一个点 当地的重力加速度为 g 9 80 m s2 那么 1 根据图上所得的数据 应取图中 O 点到 点来验证机械能守恒定律 2 从 O 点到 1 问中所取的点 重物重力势能的减少量 Ep J 动能增加 量 Ek J 结果取 3 位有效数字 3 若测出纸带上所有各点到 O 点之间的距离 根据纸带算出各点的速度 v 及物体下落的 高度 h 则以为纵轴 以 h 为横轴画出的图象是下图中的 2 2 v 解析 1 要想验证机械能守恒 首先要求出重物下落到某一位置时的速度 B 点的速 度可由 vB 直接求出 故选从 O 点到 B 点来验证机械能守恒 T xAC 2 2 由题意可得 Ep mgxOB 1 00 9 80 0 192 J 1 88 J vB m s 1 93 m s T xAC 202 0 2 10 5 151023 23 22 用心 爱心 专心 Ek 1 00 1 93 2J 1 86 J 2 2 1 B mv 2 1 3 由机械能守恒定律 mgh 可得 gh 故选项 A 正确 2 2 1 mv 2 2 v 答案 1 B 2 1 88 1 86 3 A 6 14 分 利用下图所示的装置验证机械能守恒定律 图中 AB 是固定的光滑斜面 斜面的 倾角为 30 1 和 2 是固定在斜面上适当位置的两个光电门 当光电门中有物体通过时与 它们连接的光电计时器 都没有画出 能够显示挡光时间 让滑块从斜面的顶端滑下 光 电门 1 2 各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为 5 00 10 2 s 2 00 10 2s 已知 滑块质量为 2 00 kg 滑块沿斜面方向的长度为 5 00 cm 光电门 1 和 2 之间的距离为 0 54 m g 9 80 m s2 取滑块经过光电门时的速度为其平均速度 1 滑块通过光电门 1 时的速度 v1 m s 通过光电门 2 时的速度 v2 m s 2 滑块通过光电门 1 2 之间的动能增加量为 J 重力势能的减少量为 J 解析 1 光电门记录的瞬时速度取经过光电门时的平均速度 v1 m s 1 m s 05 0 05 0 1 t L v2 m s 2 5