2019-2020年高中物理 第七章 第9節(jié) 實驗 驗證機械能守恒定律練習(xí) 新人教版必修2.doc
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2019-2020年高中物理 第七章 第9節(jié) 實驗 驗證機械能守恒定律練習(xí) 新人教版必修2 1.(溫州十校聯(lián)合體xx~xx學(xué)年高一下學(xué)期聯(lián)考)在“驗證機械能守恒定律”實驗中,紙帶將被釋放瞬間的四種情況如照片所示,其中最合適的是( ) 答案:D 2.(海岳中學(xué)xx~xx學(xué)年高一下學(xué)期期末)在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,下面列出一些實驗步驟: A.用天平稱出重物和夾子的重量 B.把重物系在夾子上 C.將紙帶穿過計時器,上端用手提著,下端夾上系住重物的夾子,再把紙帶向上拉,讓夾子靠近打點計時器靜止 D.把打點計時器接在學(xué)生電源的交流輸出端,把輸出電壓調(diào)至6V(電源不接通) E.把打點計時器固定在桌邊的鐵架臺上,使兩個限位孔在同一豎直線上 F.在紙帶上選取幾個點,進行測量和記錄數(shù)據(jù) G.用秒表測出重物下落時間 H.接通電源,待計時器響聲穩(wěn)定后釋放紙帶 I.切斷電源 J.更換紙帶,重新進行兩次 K.在三條紙帶中選出較好的一條 L.進行計算,得出結(jié)論,完成報告 M.拆下導(dǎo)線,整理器材 以上步驟中,不必要的有________,正確步驟的合理順序是________(填寫字母)。 答案:AG;EDBCHIJMKFL 解析:只為了驗證機械能守恒,沒必要稱量重物的質(zhì)量。打點計時器本身就是計時儀器,不再需要秒表。 3.(鄂南、黃石、鄂州三校xx~xx學(xué)年高一下學(xué)期聯(lián)考)某同學(xué)做驗證機械能守恒定律實驗時,不慎將一條挑選出的紙帶一部分損壞,損壞的是前端部分。剩下的一段紙帶上各相鄰點間的距離已測出標(biāo)在圖中,單位是cm。打點計時器工作頻率為50Hz,重力加速度g取9.8m/s2。 (1)重物在2點的速度v2=________,在5點的速度v5=________,此過程中動能增加量ΔEk=________,重力勢能減少量ΔEp=________。由以上可得出實驗結(jié)論________________________________。 (2)根據(jù)實驗判斷下列圖中正確的圖象是(其中ΔEk表示物體動能的變化量,Δh表示物體下落的高度) 答案:(1)1.50m/s 2.075m/s 1.03mJ 1.06mJ 在誤差允許的范圍內(nèi),機械能守恒 (2)C 解析:(1)根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律,可以求出重物在2點的速度v2=m/s=1.50m/s和重物在5點的速度v5=m/s=2.075m/s,所以動能增加量為ΔEk=v-v=1.03mJ,重力勢能減少量為ΔEp=mgh25=m×9.8×(3.2+3.6+4.0)×10-2J=1.06mJ,由以上可得出實驗結(jié)論為:在誤差允許的范圍內(nèi),機械能守恒。 (2)物體機械能守恒,應(yīng)有物體減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為增加的動能,即ΔEk=mgΔh,可見物體增加的動能與下落的距離成正比,選項C正確。 4.利用氣墊導(dǎo)軌驗證機械能守恒定律,實驗裝置示意圖如圖所示: (1)實驗步驟: ①將氣墊導(dǎo)軌放在水平面上,桌面高度不低于1m,將導(dǎo)軌調(diào)至水平; ②用游標(biāo)卡尺測量擋光條的寬度為l=9.30mm。 ③由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離s=________cm。 ④將滑塊移至光電門1左側(cè)某處,待砝碼靜止不動時,釋放滑塊,要求砝碼落地前擋光條已能過光電門2; ⑤從數(shù)字計時器(圖中未畫出)上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時間Δt1和Δt2; ⑥用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M,再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m。 (2)用表示直接測量量的字母寫出下列所示物理量的表達式; ①滑塊通過光電門1和光電門2的瞬時速度分別為v1=________和v2=________。 ②當(dāng)滑塊通過光電門1和光電門2時,系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動能分別為Ek1=________和Ek2=________。 ③在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中,系統(tǒng)勢能的減少量ΔEp=________(重力加速度為g)。 (3)如果ΔEp=________,則可認(rèn)為驗證了機械能守恒定律。 答案:(1)③60.00(答案在59.96~60.04之間的也可) (2)① ?、?M+m)()2 (M+m)()2?、踡gs (3)Ek2-Ek1 解析:(1)距離s=80.30cm-20.30cm=60.00cm。 (2)①由于擋光條寬度很小,因此可以將擋光條通過光電門時的平均速度當(dāng)成瞬時速度,擋光條的寬度l可用游標(biāo)卡尺測量,擋光時間Δt可從數(shù)字計時器讀出。因此,滑塊通過光電門1和光電門2的瞬時速度分別為v1=,v2=。 ②當(dāng)滑塊通過光電門1和光電門2時,系統(tǒng)的總動能分別為Ek1=(M+m)v=(M+m)()2; Ek2=(M+m)v=(M+m)()2。 ③在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中,系統(tǒng)勢能的減少量ΔEp=mgs。 (3)如果在誤差允許的范圍內(nèi)ΔEp=Ek2-Ek1,則可認(rèn)為驗證了機械能守恒定律。 能力提升 1.我國艦載飛機在“遼寧艦”上成功著艦后,某課外活動小組對艦載飛機利用阻攔索著艦的力學(xué)問題很感興趣。他們找來了木板、鋼球、鐵釘、橡皮條以及墨水,制作了如圖所示的裝置,準(zhǔn)備定量研究鋼球在橡皮條阻攔下前進的距離與被阻攔前速率的關(guān)系。要達到實驗?zāi)康?,需直接測量的物理量是鋼球由靜止釋放時的________和在橡皮條阻攔下前進的距離,還必須增加的一種實驗器材是________。忽略鋼球所受的摩擦力和空氣阻力,重力加速度已知,根據(jù)________定律(定理),可得到鋼球被阻攔前的速率。 答案:高度(距水平木板的高度) 刻度尺 機械能守恒(動能) 解析:本題用實驗情景考查機械能守恒定律。 設(shè)鋼球釋放點距水平木板的高度為h,由機械能守恒定律(或動能定理)得 mgh=mv2 v= 要求鋼球被阻攔前的速度v,只要知道h,因此需再加的實驗器材是刻度尺,用以測量h。 2.(江蘇啟東中學(xué)xx~xx學(xué)年高一下學(xué)期期末)某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機械能守恒定律。頻閃儀每隔0.05s閃光一次,圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實際距離,該同學(xué)通過計算得到不同時刻的速度如下表(當(dāng)?shù)刂亓铀俣热?.8m/s2,小球質(zhì)量m=0.2kg,計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字): 時刻 t2 t3 t4 t5 速度(m·s-1) 4.99 4.48 3.98 (1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t5時刻小球的速度v5=________m/s; (2)從t2到t5時間內(nèi),重力勢能增量ΔEp=________J,動能減少量ΔEk=________J; (3)在誤差允許的范圍內(nèi),若ΔEp與ΔEk近似相等,從而驗證了機械能守恒定律。由上述計算得ΔEp______ΔEk(選填“>”“<”或“=”),造成這種結(jié)果的主要原因是_____________ ___________________________________________________________。 答案:(1)3.48 (2)1.24 1.28 (3) < 存在空氣阻力 解析:(1)t5時刻小球的速度v5=×10-2m/s=3.48m/s; (2)從t2到t5時間內(nèi),重力勢能增量ΔEp=mgh25=0.2×9.8×(23.68+21.16+18.66)×10-2J=1.24J,動能減少量ΔEk=mv-mv=1.28J; (3)ΔEp<ΔEk,造成這種結(jié)果的主要原因是上升過程中存在空氣阻力。 3.(遼寧省實驗中學(xué)、東北育才中學(xué)、大連二十高xx~xx學(xué)年高一下學(xué)期期末聯(lián)考)“驗證機械能守恒定律”的實驗可以采用如圖所示的甲或乙方案來進行。 (1)比較這兩種方案,________(選填“甲”或“乙”)方案好些。 (2)下圖是某種方案得到的一條紙帶,測得每兩個計數(shù)點間距離如圖所示,已知每兩個計數(shù)點之間的時間間隔T=0.1s,物體運動的加速度a=________m/s2;該紙帶是采用________(選項“甲”或“乙”)實驗方案得到的。 (3)下圖是采用甲方案時得到的一條紙帶,在計算圖中N點速度時,幾位同學(xué)分別用下列不同的方法進行,其中正確的是( ) A.vN=gnT B.vN= C.vN= D.vN=g(n-1)T 答案: (1)甲 (2)4.83m/s2 乙 (3)BC 解析:(1)比較甲、乙兩種方案,乙方案中產(chǎn)生的阻力對實驗的影響大于甲方案,因此應(yīng)選的方案是甲。 (2)由題意得:a==4.83m/s,所以該紙帶是采用乙實驗方案得到的。 (3)計算N點速度應(yīng)通過實驗得到的紙帶,經(jīng)測量計算得出,所以應(yīng)選B、C。 4.某同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。該同學(xué)經(jīng)正確操作得到打點紙帶,在紙帶后段每兩個計時間隔取一個計數(shù)點,依次為1、2、3、4、5、6、7,測量各計數(shù)點到第一個打點的距離h,并正確求出打相應(yīng)點時的速度v。各計數(shù)點對應(yīng)的數(shù)據(jù)見下表: 計數(shù)點 1 2 3 4 5 6 7 h(m) 0.124 0.194 0.279 0.380 0.497 0.630 0.777 v(m/s) 1.94 2.33 2.73 3.13 3.50 v2(m2/s2) 3.76 5.43 7.45 9.80 12.25 (1)請在圖乙坐標(biāo)中,描點作出v2-h(huán)圖線; (2)由圖線可知,重錘下落的加速度g′=________m/s2(保留三位有效數(shù)字); (3)若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2,根據(jù)作出的圖線,能粗略驗證自由下落的重錘機械能守恒的依據(jù)是________。 答案:(1)作出v2-h(huán)圖線如圖 (2)9.75(答9.69~9.79均給分) (3)圖線為通過坐標(biāo)原點的一條直線,斜率的一半與g基本相等(不交代“通過坐標(biāo)原點”也給分)- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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