1、训练12实验：验证机械能 守恒定律1在验证机械能守恒定律的实验中，对于自由下落的重物，下列说法正确的是()A只要足够重就可以B只要体积足够小就可以C既要足够重，又要体积非常小D应该密度大些，还应便于夹紧纸带，使纸带随同重物运动时不致被扭曲2用自由落体法验证机械能守恒定律，就是看mv是否等于mghn(n为计数点的编号0、1、2n)下列说法中正确的是()A打点计时器打第一个点0时，重物的速度为零Bhn是计数点n到起始点0的距离C必须测量重物的质量D用vngtn计算vn时，tn(n1)T(T为打点周期)3在“验证机械能守恒定律”的实验中：(1)将下列主要的实验步骤，按照实验的合理顺序把步骤前的序号填
2、在题后横线上：A用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器处；B将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器的限位孔；C取下纸带，在纸带上任选几点，测出它们与第一个点的距离，并算出重物在打下这几个点时的瞬时速度；D接通电源，松开纸带，让重物自由下落；E查出当地的重力加速度g的值，算出打下各计数点时的动能和相应的减少的重力势能，比较它们是否相等；F把测量和计算得到的数据填入自己设计的表格里答：_.(2)动能值和相应重力势能的减少值相比，实际上哪个值应偏小些？答：_.4利用图1所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h，某班同学利用实验得到的纸带
3、，设计了以下四种测量方案图1A用刻度尺测出物体下落高度h，并测出下落时间t，通过vgt计算出瞬时速度v.B用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v 计算出瞬时速度C根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过h计算出高度h.D用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v.以上方案中只有一种最合理，最合理的是_(填入上述相应的字母)5某同学利用如图2甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律图2(1)该同学开始实验时情形如图甲所示，接通电源释放纸带请指出该同学在实验操作
4、中存在的两处明显错误或不当的地方：_；_.(2)该同学经修改错误并正确操作， 让质量为1 kg的重锤下落，通过打点计时器在纸带上记录运动过程，打点计时器所接电源为频率是50 Hz的交变电源，纸带打点如图乙所示纸带上O点为重锤自由下落时的打点起点(O、A间有点未画出)，选取的计数点A、B、C、D依次间隔一个点(图中未画出)，各计数点与O点距离如图乙所示，单位为mm，重力加速度为9.8 m/s2，则：根据纸带，打点计时器打下B点时，重锤速度vB_，重锤动能EkB_，从开始下落算起，打点计时器打下B点时，重锤重力势能减少量为_由此可以得到的实验结论是：_.6“验证机械能守恒定律”的实验中图3甲是打点
5、计时器打出的一条纸带，选取其中连续的计时点标为A、B、CG、H、I，对BH段进行研究(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_(2)用刻度尺测量距离时如图乙，读出A、C两点间距为_ cm，B点对应的速度vB_ m/s(保留三位有效数字)(3)若H点对应的速度为vH，重物下落的高度为hBH，当地重力加速度为g，为完成实验，要比较v与_的大小(用字母表示)图37某同学在“验证机械能守恒定律”时按如图4所示安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图5所示图中O点为打点起始点，且速度为零图4图5(1)选取纸带上打出的连续点A、B、C、，测出
6、其中E、F、G点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3，已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T.为验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打下O点到打下F点的过程中，重锤重力势能的减少量Ep_，动能的增加量Ek_(用题中所给字母表示)(2)以各点到起始点的距离h为横坐标，以各点速度的平方v2为纵坐标建立直角坐标系，用实验测得的数据绘出v2h图线，如图6所示，该图线说明了_图6(3)从v2h图线求得重锤下落的加速度g_ m/s2.(结果保留三位有效数字)答案精析训练12实验：验证机械能守恒定律1D2AB本实验的原理是利用重物的自由落体运动来验证机械能守恒定律因此打点计时
7、器打第一个点时，重物运动的速度应为零，A正确；hn与vn分别表示打第n个点时重物下落的高度和对应的瞬时速度，B正确；本实验中，不需要测量重物的质量，因为公式mghmv2的两边都有m，故只要ghv2成立，mghmv2就成立，机械能守恒定律也就被验证了，C错误；实验中应用公式vn来计算vn，D错误3(1)BADCFE(2)见解析解析(1)实验的合理顺序应该是：BADCFE.(2)由于重物和纸带都受阻力作用，即都要克服阻力做功，所以有机械能损失，即重物的动能值要小于相应重力势能的减少值4DA、B、C中用匀变速直线运动公式求v及h，这样得到的v、h不是实验直接测量数据，不能达到验证机械能守恒定律的目的
8、5(1)打点计时器接了直流电重锤离打点计时器太远(2)1.175 m/s0.690 J0.692 J在实验误差允许的范围内重锤下落过程机械能守恒解析(1)本实验使用的是打点计时器，根据打点计时器的工作原理，必须使用交流电源，而该同学采用的是直流电源；纸带总长约1米左右，且尽可能在纸带上多打一些点，所以应让重锤紧靠打点计时器，而该同学将重锤放的位置离打点计时器太远，故该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方是：打点计时器接了直流电；重锤离打点计时器太远(2)打点计时器所接电源为频率是50 Hz的交变电源，选取的计数点A、B、C、D依次间隔一个点，所以相邻的计数点的时间间隔是T0.04 s
9、根据匀变速直线运动的规律：某段时间内的平均速度大小等于这段时间中间时刻的瞬时速度大小，则有：vB m/s1.175 m/s根据动能的定义得：Ekmv1(1.175)2 J0.690 J，从开始下落算起，打点计时器记录B点时，重锤势能减少量为EpmgxOB19.870.6103 J0.692 J从前面的计算可以看出重锤动能增加量近似等于重锤重力势能减少量，即在误差允许的范围内重锤下落过程机械能守恒6(1)0.02 s(2)5.401.35(3)vghBH解析(1)打点计时器电源频率为50 Hz，则每隔0.02 s打一点(2)xAC(5.900.50)cm5.40 cm，vB m/s1.35 m/s.(3)由动能定理有mghBHmvmv，得ghBH.7见解析解析(1)重锤重力势能的减少量Epmgh2，动能增加量Ek.(2)当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒(3)由mghmv2可知题图的斜率表示重力加速度g的2倍，为求直线的斜率，可在直线上取两个距离较远的点，如(25.5102,5.0)、(46.5102,9.0)，则g9.52 m/s2.
