高中物理粤教版第四章机械能和能源 第四章第五节验证机械能守恒定律

第四章机械能和能源第五节验证机械能守恒定律1．在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法或做法正确的是()A．必须用秒表测重物下落的时间B．选用质量小的重物可减小实验误差C．实验时必须先用天平测出重物的质量D．实验中不得用公式v＝eq\r(2gh)求下落高度h时的速度解析：实验中通过打点计时器计算时间，不需要秒表，A错误．实验供选择的重物应该是相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少摩擦阻力的影响，B错误．因为是比较mgh、eq\f(1,2)mv2的大小关系，故m可约去，不需要测出重物的质量，C错误．若用公式v＝eq\r(2gh)求下落高度h时的速度，表明就已经承认了机械能守恒，这与本实验“验证机械能守恒定律”的目的矛盾，D对．答案：D2．下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法，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．打点计时器选用电磁打点计时器比电火花计时器误差要小解析：为减小实验误差，重物应选质量大些的，且重物质量不需称量，A、C错，B正确；电磁打点计时器的振针与纸带间有摩擦，电火花计时器对纸带的阻力较小，故选用电磁打点计时器误差大些，D错误．答案：B3.(多选)用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，在下面所列举的该实验的几个操作步骤中，没有必要进行的或者错误的步骤是()A．按照图示的装置安装器件B．将打点计时器接到学生电源的交流输出端上C．用天平测量出重物的质量D．先放手让纸带和重物下落，再接通电源开关E．在打出的纸带上，依据打点的先后顺序选取A、B、C、D四个合适的相邻点，通过测量计算得出B、C两点的速度为vB、vC，并测出B、C两点间的距离为hF．在误差允许范围内，看减少的重力势能mgh是否等于增加的动能eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)，从而验证机械能守恒定律解析：步骤C不必要，因为根据测量原理，重物的动能和势能表达式中都包含了质量m，可以约去，所以不必测量重物的质量，步骤D错，应先接通电源，待打点计时器工作稳定后再释放纸带．答案：CD4．某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图所示，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8m/s2，重锤质量为1(1)打点计时器打出B点时，重锤下落的速度为vB＝____m/s，重锤的动能EkB＝______J.(2)从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为________J.(3)根据纸带提供的数据，得到的结论是：在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中，__________________．解析：(1)重锤下落的速度vB＝eq\f(hAC,2T)＝eq\f(（－）×10－3,2×m/s＝1.17m/s.重锤在打出B点时的动能EkB＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)×1×J＝J.(2)打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量ΔEp减＝mghOB＝1×××10－3J＝J.(3)由(1)、(2)计算结果可知，重锤下落过程中，在实验允许的误差范围内，动能的增加量等于其重力势能的减少量，机械能守恒．答案：(1)(2)(3)机械能守恒5．用落体法验证机械能守恒定律的实验中：(1)运用公式eq\f(1,2)mv2＝mgh对实验条件的要求是__________，为达到此目的，所选择的纸带第1、第2两点间的距离应接近________．(2)若实验中所用重锤的质量m＝1kg，打点纸带如图所示，打点时间间隔为s，则记录B点时，重锤的速度vB＝________，重锤的动能Ek＝________，从开始下落起至B点重锤的重力势能减少量是________，(3)根据纸带算出相关各点的速度v，下落距离h，则以eq\f(v2,2)为纵轴，以h为横轴画出的图象应是()解析：(1)重锤从静止开始自由下落时，在s内的位移应为h＝eq\f(1,2)gt2＝eq\f(1,2)××0.022m≈2mm.(2)vB＝eq\f(sAC,2T)＝eq\f(（－）×10－3,2×m/s＝0.58m/s，此时重锤的动能为Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)×1×J＝J，重锤的重力势能减少量为ΔEp＝mghB＝1×××10－3J＝J．因此在误差允许的范围内，重锤的机械能守恒．(3)由机械能守恒定律可知，mgh＝eq\f(1,2)mv2，即验证机械能守恒定律成立，只需验证eq\f(1,2)v2＝g