验证机械能守恒定律专题复习经典练习word版本

验证机械能守恒定律

专题复习经典练习验证机械能守恒定律专题复习经典练习（2）一、选择题（本题共2小题）1.在验证机械能守恒定律的实验中关于重锤的质量，下列说法中正确的是 （）A.应选用密度和质量较大的重锤，使重锤和纸带所受的重力远大于 它们所受的阻力B.应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动C.不需要称量重锤的质量D.必须称量重锤的质量，而且要估读到 0.01g1.【解析】选A、C.本实验依据的原理是由重锤自由下落来验证机械能守恒定律，因此重锤的密度和质量应取得大一些，以使系统所受的阻力和重锤的重力相比可以忽略不计，以保证重锤做自由落体运、一一动.本实验不需要测出重锤的质量，实验只需要验证 gh=」v2就行了.2.如图所示，是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带 .我们选中N点，下面举出一些计算N点速度的方法，其中正确的是（相邻计数点时间间隔为T）（）vndn1dn12TA.若N点是第n个点，则vn=gnT B.若N点是第vndn1dn12Txnxn1C.Vn D.n2T.计算速度时应根据中间时刻.【解析】选C..计算速度时应根据中间时刻的瞬时速度等于那一段时间的平均速度，在本题中，可以这样表示： vnxnxn1,正确选项为C.2T二、非选择题（本大题共4小题，要有必要的文字叙述）.（2011•烟台高一检测）用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中：2（1）运用公式mv-=mgh对实验条件的要求是;2（2）若实验中所用重物的质量m=1kg.打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02s,则记录B点时，重物速度Vb=,重物动能R=,从开始下落起至B点时重物的重力势能减少量是,由此可得出的结论是;（g取9.8m/s2）（单位:mm）<07,817.6 3L4 49.0>2（3）根据纸带算出相关各点的速度 v,量出下落距离h,则以v■为纵轴、以h为横轴画出的图象应是oo.【解析】(1)重物自由下落时，对实验条件的要求是打第一个点时重物的初速度为零.(2)Vb=x(2)Vb=xAC31.47.8103 = m/s=0.59m/s2T20.021此时重物的动能为E. mv1此时重物的动能为E. mvk2ST0.592J0.17J重物的重力势能减小量为Ep=mgh=19.817.6103J0.17J故机械能守恒.(3)由机械能守恒定律可知,1 1cmgh=—mv2,即验证机械能寸恒te律成立，只需验证 5v?=gh即可.如2果纵坐标为—,横坐标为2h,则图象应为过原点且斜率为 g重物的重力势能减小量为Ep=mgh=19.817.6103J0.17J故机械能守恒.(3)由机械能守恒定律可知,1 1cmgh=—mv2,即验证机械能寸恒te律成立，只需验证 5v?=gh即可.如2果纵坐标为—,横坐标为2h,则图象应为过原点且斜率为 g的直线，故C图正确.答案：(1)打第一个点时重物的初速度为零 (2)0.59m/s0.17J0.17J机械能守恒(3)C4.在利用电磁打点计时器(电磁打点计时器所用电源频率为 50Hz)“验证机械能守恒定律”的实验中：(1)某同学用如图所示装置进行实验，得到如图所示的纸带，把第一个点(初速度为零)记作。点，测出点QA间的距离为68.97cm，点AC间的距离为15.24cm，点CE间的距离为16.76cm,已知当地重力加速度为 9.8m/s2打点计时器巳夹子一重桂嫌帝重锤的质量为动能的增加量为mn=1.0kg,则打点计时器在打。点到C点的这段时间内，重锤J,重力势能的减少量为J.IT68.9715.241656m/s2.单位：cmm/s2.(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度 a=N.(3)在实验中发现，重锤减少的重力势能总大于重锤增加的动能，其原因主要是在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力的作用，用题目中给出的已知量求重锤下落过程中受到的平均阻力大小为N..【解析】本题主要考查“验证机械能守恒定律”这个实验的基本原理和应用，并且综合了牛顿第二定律.2(1)C点速度vC=——=-. m/s=4.00m/s4T40.021 2 1 _ __2―一该过程动能白增加量 EkmvC2 1.0 4.00J=8.00J2 2该过程重力势能白^减少量为 Ep=mgOC=1.0X9.8X(68.97+15.24)X102J=8.25J.

(2)加速度a2CEAC16.7615.241022T(20.02)2.2 2m/s=9.50m/s(2)加速度a2CEAC16.7615.241022T(20.02)2.2 2m/s=9.50m/s.(3)由牛顿第二定律得答案：(1)8.008.25(2)9.50(3)0.305.(2011•南通高一检测)某同学做“验证机械能守恒定律”实验时，不慎将一条选择好的纸带的前面一.已知接打点计时器的交流电源频率.已知接打点计时器的交流电源频率为50Hz,取重力加速度g=9.8m/s2,利用这段纸带能否验证机械能守恒定律 ？如能验证，说明验证方法.【解析】能验证机械能守恒定律：选重物从第 2点运动到第5点的过程来研究，重力势能的减少量AEp=mgh25=mx9.8x(3.2+3.6+4.0) x10-2J=1.06mJ打第2点和第5点时重物的瞬时速度22.83.210220.024.04.310m/s1.50m/s,2打第2点和第5点时重物的瞬时速度22.83.210220.024.04.310m/s1.50m/s,20.022-m/s2.075m/s,,斗 1 2动能的增量Ek1mv522在误差允许范围内，可认为A12一mv22Ep=A1m2.07521.502J1.03mJ.2机械能守恒.此题告诉我们验证机械能守恒定律的另一种方法,在纸带前面部分损坏或前面部分点迹不清晰时，只要后面部分点迹清晰，就可以采用此种方法答案：能 验证方法见解析6.在“验证机械能守恒定律”的实验中，重物质量50Hz的低压交流电源.m=1kg,纸带上打的点如图所示，打点计时器外接⑴⑴(2)⑶6.纸带的哪一端与重物相连？打点计时器打下B点时重物的速度是多少？若取g=9.8m/s2,则从起点。到打B点的过程中机械能是否守恒 ？通过计算验证.【解析】(1)左端，因为重物与第一个点最近 .(2)AC7.063.14Vb一2T20.02210m/s0.98m/s.重锤重力势能的减少量为: