第五章 第五讲 实验验证机械能守恒定律.doc

第五讲 实验:验证机械能守恒定律基础巩固1.利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中,下面叙述正确的是( )A.应该用天平称出物体的质量B.应该选用点迹清晰,特别是第一点没有拉成长条的纸带C.操作时应在接通电源的同时放开纸带D.打点计时器应接在电压为4~6 V的直流电源上答案:B2.在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列物理量中需要用工具测量的有( );通过计算得到的有( )A.重锤的质量B.重力加速度C.重锤下落的高度D.与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度解析:通过实验原理可知,重锤下落高度要用毫米刻度尺直接量出,下落这一高度时对应的瞬时速度可求出,故需用工具测量的是C,通过计算得到的是D.答案:C D3.用电磁打点计时器做“验证机械能守恒定律”的实验中,有下列操作:A.用刻度尺测出选定的0到1,2,3,…点之间的距离,查出当地的g值B.在支架上竖直架好打点计时器C.测出重锤的质量D.算出各对应点的势能和动能,并通过比较得出结论E.提着纸带,使重锤静止在靠近打点计时器的地方F.把电池接到打点计时器的接线柱上G.将50 Hz低压电源接到打点计时器的接线柱上H.接通电源再松开纸带请你选出其中正确的操作步骤,并排出合理的操作顺序___________.(写字母填写)解析:要验证机械能是否守恒,只需验证v2是否与gh相等,而不需要测重锤的质量,因此C步操作不必要;打点计时器必须使用交流电源,因此不能接在电池上,F步骤操作错误.合理的操作顺序是BGEHAD.答案:BGEHAD4.(2010·课标全国高考理综)如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、天平.回答下列问题:(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有________.(填入正确的选项前的字母)A.米尺 B.秒表C.0~12 V的直流电源 D.0~12 V的交流电源(2)实验中误差产生的原因有___________________________________.(写出两个原因)解析:(1)本实验需测量长度,但不需要计时,选项A正确而B错;打点计时器需要用交流电源,选项C错误而D正确.(2)摩擦和长度测量读数问题是产生误差的主要原因.答案:(1)AD(2)纸带和打点计时器之间有摩擦;用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差5.(2010·安徽高考理综)利用图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,设计了以下四种测量方案:a.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v.b.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过计算出瞬时速度v.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v,并通过计算出高度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正确,正确的是________.(填入相应的字母)解析:由于摩擦阻力等因素的存在,物体加速度ag,选 项AB?C均不正确.答案:D6.(2011·高考原创题)一同学在学习了机械能守恒定律后,认为小球沿竖直光滑曲面自由下滑的过程机械能是守恒的,于是设计了如图所示的实验装置加以验证.图中曲面固定,底端B处切线水平且与桌的右边缘相齐.他的实验步骤如下: a.在木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处,使小球从曲面上某点A由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;b.将木板向右平移适当的距离固定,再使小球由A点静止释放,撞到木板上得到痕迹P.c.测出OP的距离y,竖直木板向右移动的距离L,查出当地重力加速度g.(1)要验证小球由A到B过程中机械能守恒,还需测量的物理量及符号是________.(2)用上述测量验证机械能守恒的表达式应该是______________.(3)从实验结果来看,小球沿曲面下滑的过程机械能是减少的,原因是_______________.答案:(1)AB间高度h (2)gh= (3)下滑过程中小球克服摩擦力做功7.(江苏高考)某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,弧形轨道末端水平,离地面的高度为H.将钢球从轨道的不同高度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s. (1)若轨道完全光滑,s2与h的理论关系应满足s2=________(用Hh表示).(2)该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示: h(10-1 m) 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 s2(10-1 m2) 2.62