2015-2016学年高中物理第7章机械能守恒定律9实验验证机械能守恒定律课时作业.doc

实验：验证械能守恒定律 1．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】　B 2．(多选)用如图7-9-5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(　　) 7-9-5 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h F．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mv－mv，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】　CD 3．(2013·重庆高考)我国舰载飞机在“辽宁舰”上成功着舰后，某课外活动小组对舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感兴趣．他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水，制作了如图7-9-6所示的装置，准备定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系．要达到实验目的，需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的________和在橡皮条阻拦下前进的距离，还必须增加的一种实验器材是________．忽略钢球所受的摩擦力和空气阻力，重力加速度已知，根据________定律，可得到钢球被阻拦前的速率． 图7-9-6 【解析】　根据机械能守恒定律可知mgh＝mv2，v＝，要研究v与前进的距离的关系，需要直接测出钢球距水平木板的高度h，要测距离及高度，必须增加实验器材刻度尺． 【答案】　高度(距水平木板的高度)　刻度尺　机械能守恒 4．图7-9-7中甲、乙两图都是用来“验证机械能守恒定律”的装置示意图，已知该打点计时器的打点频率为50 Hz. 甲　　　　　　　　乙　　　　　　　　丙 图7-9-7 (1)甲、乙两图相比较，________图所示的装置较好，简单说明原因：____. (2)丙图是采用较好的装置并按正确的实验步骤进行实验打出的一条纸带，其中O点为打出的第一个点，标为1，后面依次打下的一系列点迹分别标为2、3、4、5、….经测量，第1、2两点间的距离小于1 mm.对此小张和小李两位同学展开了讨论．小张同学认为：由自由落体运动可知，纸带若由静止开始下落，则1、2两点间的距离应接近2 mm，这样的纸带不能用来进行实验数据的处理；小李同学认为：纸带上1、2两点间的距离没有接近2 mm是因为打第一个点时纸带速度不为0，所以不要从第一点就开始计算，我们必须从后面的计数点中取点算出速度与高度来验证机械能守恒定律． 两人的观点是否正确？________.纸带上1、2两点间的距离远小于2 mm的主要原因是________． (3)如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出-h图线是________，该图线的斜率是________． 【解析】　做本实验时没有必要刻意选择第1、2点间距离接近2 mm的纸带．如果1、2点间的距离小于2 mm，意味着打第1个点时纸带未同步开始下落，而是有些滞后．若重物自由下落，应有mv2＝mgh，即v2＝g·h，由数学知识可知，和h成正比，绘出－h图线将是正比例函数图象，图线的斜率k＝g. 【答案】　(1)甲　因为用夹子固定纸带，可以避免乙图中用手握住纸带的弊端，一方面，由于手的抖动会造成纸带上的第一个点迹被拖长或位置不确定；另一方面，用夹子固定纸带，便于将纸带调整为竖直方向，以避免纸带与打点计时器限位孔之间产生过大的摩擦(两方面答出其一就算对)　(2)两人的观点都不正确　打第1个点时纸带未同步开始下落，而是有些滞后　(3)正比例函数图象(或“过原点的一条倾斜直线”)　重力加速度g 5．某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．频闪仪每隔0.05 s闪光一次，图7-9-8中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8 m/s2，小球质量m＝0.2 kg，结果保留三位有效数字)： -9-8 时刻 t2 t3 t4 t5 速度/ (m/s) 5.59 5.08 4.