2013高中物理7—9实验验证机械能守恒定律同步检测新人教版必修2.doc

第7章 第9课时 实验：验证机械能守恒定律 基础夯实 1.(2011·黄岗中学高一检测)为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用实验系统设计了一个实验，实验装置如图所示，图中A、B两点分别固定了两个速度传感器，速度传感器可以测出运动物体的瞬时速度．在实验中测得一物体自由下落经过A点时的速度是v1，经过B点时的速度是v2，为了证明物体经过A、B两点时的机械能相等，这位同学又设计了以下几个步骤，你认为其中不必要或者错误的是(　　) A．用天平测出物体的质量 B．测出A、B两点间的竖直距离 C．利用mv22－mv12算出物体从A点运动到B点的过程中动能的变化量 D．验证v22－v12与2gh是否相等 答案：AC 2．在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中： (1)打点计时器所接交流电的频率为50Hz，甲、乙两条实验纸带如图所示，应选________纸带好． (2)若通过测量纸带上某两点间距离来计算某时刻的瞬时速度，进而验证机械能守恒定律．现已测得2、4两点间距离为s1,0、3两点间距离为s2，打点周期为T，为了验证0、3两点间机械能守恒，则s1、s2和T应满足的关系为________． 答案：(1)甲　(2)T2＝ 解析：(1)由于甲图中1、2两点间的距离(1.9mm)接近于2mm，故选甲图． 3．(2011·南宫中学高一检测)在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中， (1)下列器材中不必要的是________(只需填字母代号)． A．重物　　　　　　　B．纸带 C．天平 D．电源 (2)如图所示为实验得到的一条点迹清晰的纸带，把第一个点记做O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.78cm、70.00cm、77.58cm、85.52cm.根据以上数据，可知重物由O点运动到B点，重力势能的减少量等于________J，动能的增加量等于________J．(已知所用重物的质量为1.00kg，当地重力加速度g＝9.80m/s2，取3位有效数字．) 答案：(1)C　(2)6.86　6.85 解析：(1)本实验不需要测量重锤的质量m. (2)ΔEp＝mgh＝1×9.8×0.70J＝6.86J ΔEk＝mvB2＝m()2＝6.85J 4．(辽宁实验中学高一检测)在“验证机械能守恒定律”的实验中：所用电源的频率为50Hz.某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测得各计数点到O的距离(单位：mm)如图所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D、E分别是每打两个点取出的计数点． (1)从下列器材中选出实验所必须的，其编号为________． A．打点计时器(包括纸带)　B．重锤　C．天平 D．毫米刻度尺　E．秒表(或停表)　F．运动小车 (2)若重锤的质量为mkg，则重锤从开始下落到打B点时，减少的重力势能是________J，从重锤下落到打B点时增加的动能是______J，得到的结论是_____________．(取g＝9.8m/s2，结果保留三位有效数字) 答案：(1)ABD　(2)1.91m　1.88m　在实验误差允许的范围内，重锤的机械能守恒 5.在利用打点计时器验证自由下落物体机械能守恒的实验中，设物体在打O点时释放，打点计时器打A点时物体速度为v，如图所示，一同学在实验报告中填写如下： v＝2.36m/s.h＝28.76cm，＝2.785m2/s2，gh＝2.718m2/s2.由以上数据说明在误差范围内相等，故机械能守恒． 老师批阅：“数据非实验所得！” 老师作此批阅的理由是什么？ 答案：在本实验中，由于空气阻力和摩擦力不可避免，所以重力势能的减少量大于动能的增加量，或者说物体下落的实际加速度a＜g.所以实验所测数据的实际结果应是v2＜gh.而不是这位同学的v2＞gh. 6．(2010·聊城高一检测)在验证“机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地重力加速度g＝9.8m/s2.某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺的读数如图所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D分别是每打两个点取出的计数点，则重物由O点运动到B点时，(重物质量为m)求： (1)重力势能减少量为多少？ (2)动能增加量为多少？ (3)根据数据得出什么结论？产生误差的原因是什么？ 答案：(1)1.911mJ　(2)1.89mJ　(3)在实验误差允许范围内，重锤重力势能减少量等于动能的增加量即机械能守恒；下落过程中克服摩擦阻力做功 解析：(1)重力势能减少量ΔEP＝mghOB＝1.91mJ (2)重物下落到B点时速度vB＝＝1.944m/s 增加的动能为ΔEk＝mvB2＝1.89mJ (3)重锤的重