1、【世纪金榜】2016版高中物理 7.9实验：验证机械能守恒定律（探究导学课型）达标演练 新人教版必修21.(2013驻马店高一检测)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】选B。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。2.在“验证机械能守恒定律”的实验中,由于打
2、点计时器两限位孔不在同一竖直线上,使纸带通过时受到较大阻力,这样会导致实验结果()A.mghmv2B.mghmv2C.mgh=mv2 D.以上均有可能【解析】选A。由于阻力的存在,物体下落时克服阻力做功,机械能部分转化为内能,导致机械能减小,选项A正确。3.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,你认为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
3、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m-m,从而验证机械能守恒定律【解析】选C、D。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。4.(2013海南高考)某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地重力加速度大小为g=9.80m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图乙所示,纸带上的第一个点记为O,另选连续的三个点A、B、C进行测量,图
4、中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值。回答下列问题(计算结果保留3位有效数字):(1)打点计时器打B点时,重物速度的大小vB=m/s;(2)通过分析该同学测量的实验数据,他的实验结果是否验证了机械能守恒定律?简要说明分析的依据。【解析】(1)打点计时器打B点时重物速度的大小vB=m/s =3.90m/s(2)=7.61(m/s)2,ghB=7.70(m/s)2,因为mmghB,近似验证了机械能守恒定律,或由mmghB得出其他合理的结论也可以。答案:(1)3.90(2)见解析5.(2013驻马店高一检测)现利用如图所示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
5、,1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门,与它们连接的光电计时器都没有画出。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5.0010-2s、2.0010-2s。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取9.80m/s2,取滑块经过光电门时的速度为其平均速度。(1)滑块经过光电门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)v1=m/s=1.00 m/sv2=m/s=2.50 m/s(2)动能增加量E
6、k=2.00(2.502-1.002)J=5.25 J重力势能的减少量:Ep=2.009.800.54sin30J=5.29 J答案:(1)1.002.50(2)5.255.296.某同学做验证机械能守恒定律实验时,不慎将一条挑选出的纸带的一部分损坏,损坏的是前端部分。剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出标在图中,单位是cm。打点计时器工作频率为50Hz,重力加速度g取9.8m/s2,重物质量为m。(1)重物在2点的速度v2=,在5点的速度v5=,此过程中动能增加量Ek=,重力势能减少量Ep=。由以上可得出实验结论: 。(2)根据实验判断下列图像正确的是(其中Ek表示重物动能的变化量,h表示
7、重物下落的高度)()【解析】(1)根据匀变速直线运动的规律,可以求出重物在2点的速度v2=m/s=1.50 m/s和重物在5点的速度v5=m/s=2.075 m/s,所以动能增加量为Ek=m-m=1.03mJ,重物从2点到5点,重力势能减少量为Ep=mgh25=m9.8(3.2+3.6+4.0)10-2J=1.06mJ,由以上可得出实验结论为:在误差允许的范围内,机械能守恒。(2)重物机械能守恒,应有重物减少的重力势能转化为增加的动能,即Ek=mgh,可见重物增加的动能与下落的距离成正比,选项C正确。答案:(1)1.50m/s2.075 m/s1.03mJ1.06mJ在误差允许的范围内,机械能守恒(2)C- 4 -