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79实验验证机械能守恒定律题组训练(人教版必修2)
9 实验:验证机械能守恒定律
(时间:分钟)
1关于“验证机械能守恒定律”的实验中以下说法正确的是( )
实验中摩擦是不可避免的因此纸带越短越好因为纸带越短克服摩擦力做的功就越小误差就越小
称出重锤的质量
纸带上第1、2两点间距若不接近2 则无论怎样处理实验数据实验误差一定较大
处理打完点的纸带时可以直接利用打点计时器打出的实际点迹
答案
解析 在打纸带时纸带太短了不易打出符合实验要求的纸带选项错误;由于mgh=故称出重锤的质量是多余的选项错误;纸带上第1、2两点的间距不接近2 是由于通电后释放重锤时操作不同步造成的不会影响验证结果选项错误;处理纸带时由于自由落体加速度较大纸带上点迹距离较大故可直接用实际点迹测量研究.
用图7-9-6所示装置验证机械能守恒定律由于电火花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的阻力这样实验造成的结果是( )
重力势能的减少量明显大于动能的增加量
重力势能的减少量明显小于动能的增加量
重力势能的减少量等于动能的增加量
以上几种情况都有可能
答案
解析 由于重物下落时要克服阻力做功重物减少的重力势能转化为重物的动能和系统的内能故重力势能的减小量大于动能的增加量正确.
如图7-9-7是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带.有关尺寸在图中已注明.我们选中n点来验证机械能守恒定律.下面举一些计算n点速度的方法其中正确的是( )
图7-9-7
点是第n个点则v=gnT
点是第n个点则v=g(n-1)T
=
=
答案
解析 v应表示从(n-1)到(n+1)间的平均速度.、D对、B错.
用如图7-9-8所示的实验装置验证机械能守恒定律实验所用的电源为学生电源输出电压为6 的交流电和直流电两种.重物从高处由静止开始下落重物上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点对纸带上的点的痕迹进行测量即能验证机械能守恒定律.
下面列举了该实验的几个操作步骤:
按照图示的装置安装器材;
将打点计时器接到电源的直流输出端上;
用天平测量出重物的质量;
释放悬挂纸带的夹子同时接通电源开关打出一条纸带;
测量打出的纸带上某些点之间的距离;
F根据测量的结果计算分析重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.
指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤将其选项对应的字母填在下面的横线上并说明其原因:
_________________________________________________________________.
答案
解析 步骤是错误的应该接到电源的交流输出端;步骤是错误的应该先接通电源待打点稳定后再释放纸带;步骤不必要因为根据测量原理重物的动能和势能中都包含了质量m可以约去.
在用落体法验证机械能守恒定律时某小组按照正确的操作选得纸带如图7-9-9.其中O是起始点、B、C是打点计时器连续打下的3个点.用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离并记录在图中.(已知当地的重力加速度g=9.80 2,重锤质量为m=1 计算结果均保留3位有效数字)
图7-9-9
图中的三个测量数据中不符合有效数字读数要求的是________段的读数应记作________;
甲同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒他用AC段的平均速度作为B点对应的瞬时速度v则求得该过程中重锤的动能增加量=________重力势能的减少量p=________.这样验证的系统误差总是使________ΔEp(选填“”、“”或“=”);
乙同学根据同一条纸带同一组数据也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒将打点计时器打下的第一个点O记为第1个点图中的B是打点计时器打下的第9个点.因此他用v=gt计算与B点对应的瞬时速度v求得动能的增加量=________.这样验证的系统误差总是使________ΔEp(选填“”、“”或“=”).
上述两种处理方法中你认为合理的是________同学所采用的方法.(选填“甲”或“乙”)
答案 ①OC 15.70 ②1.20 1.22 ③1.23
甲
解析 ①毫米刻度尺读数要估读到毫米下一位长度读数到1毫米不符合读数要求.应记作15.70 段的平均速度即B点瞬时速度v===1.55 则系统增加的动能=≈1.20 J,重力势能减少了=mg由于摩擦力的作用部分重力势能转化为内能所以是打点计时器打下的第9个点所以B点的速度v=gt=g×8×0.02 1.57 m/s,动能的增加量=≈1.23 J,这样做把加速度按照自由落体计算没有考虑摩擦力的作用而实际上由于摩擦力的作用加速度ag所以v=gt应大于实际对应h的速度大小所以会使得乙方案中直接把加速度按照重力加速度计算不符合事实而且误差大所以合理的是甲方案.
验证机械能守恒定律”的实验中.图7-9-10(甲)是A、B、C……G、H、I对BH段进
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