2019_2020学年高中物理第7章机械能守恒定律第9节实验:验证机械能守恒定律练习新人教版必修2.doc
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1、第9节实验:验证机械能守恒定律2 提升练、课时跟踪一、选择题1在做“验证机械能守恒定律”的实验时,发现重物减少的重力势能总是略大于重物增加的动能,造成这种现象的原因是()A选用的重物质量过大B选用的重物质量过小C空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力D实验时操作不规范,实验数据测量不准确解析:选C造成题中所述误差的主要原因是来自于各方面的阻力,选项C正确二、非选择题2在“验证机械能守恒定律”的实验中,所用电源的频率为50 Hz,某同学选择了一条理想的纸带,用刻度尺测量时各点位置对应刻度尺上的读数如图所示(图中O是打点计时器打的第一个点,A,B,C,D是间隔一段所取的点,图中单位为厘米)根据实
2、验并结合纸带回答以下问题:(g取9.8 m/s2)(1)现有器材:电磁打点计时器,低压交流电源,纸带,带夹子的重物,刻度尺,天平,导线,铁架台其中该实验不需要的器材是_(2)实验时,释放纸带与接通电源的合理顺序是_(3)实验中,要从几条打上点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近_mm并且点迹清晰的纸带进行测量(4)若重物的质量为m kg,则重物下落到B点时,减少的重力势能为_(5)若重物的质量为m kg,则重物下落到B点时,重物的动能为_(6)由纸带计算重物下落的加速度为_注:(4)、(5)、(6)三题小数点后面保留两位有效数字解析:(1)实验中,不需测量重物的质量,所以不需要的器材是天平(2
3、)实验中应先接通电源,后释放纸带(3)若释放纸带时恰好打点,纸带上一、二两点间的距离hgt21.96 mm2 mm.(4)EpBmghB6.88m J.(5)vB3.70 m/s,EkBmvB26.85m J.(6)由xBCxABg1T2可得:g19.50 m/s2.由xCDxBCg2T2可得:g29.75 m/s2.g9.63 m/s2.答案:(1)天平(2)先接通电源,后释放纸带(3)2(4)6.88m J(5)6.85m J(6)9.63 m/s23(2019洛阳市高一期中)某实验小组利用如图甲所示的实验装置,完成“验证机械能守恒定律”的实验,请根据实验原理和步骤完成下列问题:(1)在实
4、验操作中,释放纸带瞬间的四种情景如照片所示,你认为最合理的是_(2)如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带,纸带上的O点是起始点,选取纸带上连续的点A、B、C、D、E、F作为计数点,并测出各计数点到O点的距离依次为27.94 cm、32.78 cm、38.02 cm、43.65 cm、49.66 cm、56.07 cm.已知打点计时器所用的电源是50 Hz的交流电,重物的质量为0.5 kg,则从计时器打下点O到打下点D的过程中,重物减小的重力势能Ep_J,重物增加的动能Ek_J,两者不完全相等的主要原因是_(重力加速度g取9.8 m/s2,计算结果保留三位有效数字)(3)从实验数据处理结果
5、发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能,这是实验存在误差的必然结果,该误差属于_(填“系统误差”或“偶然误差”)解析:(1)释放重物时,手提着纸带的上端,纸带要处于竖直状态,重物靠近打点计时器,故选D.(2)从计时器打下点O到打下点D的过程中,重力势能减小量Epmgh0.59.80.436 5 J2.14 J,利用匀变速直线运动的推论可得:vD m/s2.91 m/s,重物增加的动能为:EkDmvD20.5(2.19)2J2.12 J,由于存在阻力作用,所以减小的重力势能大于动能的增加量(3)从实验数据处理结果发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能,这是实验存在误差的必然结果,
6、该误差属于系统误差答案:(1)D(2)2.142.12存在阻力作用(3)系统误差4(2019海安中学高一期中)如图所示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、电火花打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平,交流电源回答下列问题(1)为完成此实验,除了现有的器材,还需要的器材是_(2)关于本实验,在操作过程正确的情况下,下列说法中正确的是_A实验时一定要称出重锤的质量B实验中测得重锤重力势能的减少量Ep略大于它动能的增加量Ek,是因为阻力做功造成的C如果纸带上打下的第1、2点模糊不清,则无论用何种方法处理数据,该纸带都不能用于验证机械能守恒定律D处理实验数据时,可直接利用打
7、下的连续实际点迹作为“计数点”(3)若按实验要求选出合适的纸带进行测量,量得连续三个计数点A、B、C到第一个点O的距离如图所示(相邻两点时间间隔为0.02 s),当地重力加速度g9.80 m/s2,重锤质量为0.50 kg,那么打下点B时重锤的动能EkB_J,从O到B 的过程中重力势能减少量为Ep_J(计算结果均保留三位有效数字)(4)在实验中,某同学根据实验测得的数据,通过计算发现,重锤在下落过程中,重锤动能的增加量略大于重锤势能的减少量,若实验测量与计算均无错误,则出现这一问题的原因可能是_A重锤的质量偏大B交流电源的电压偏高C交流电源的频率小于50 HzD重锤下落时受到的阻力过大解析:(
8、1)纸带各点间距离需要刻度尺测量,所以还需要的器材有刻度尺(2)实验时不需要称出重锤的质量,故A错误;阻力做功使得实验中测得重锤重力势能的减少量Ep略大于它动能的增加量Ek ,故B正确;如果纸带上打下的第1、2点模糊不清,可以选择纸带上其他清晰两点来验证机械能守恒定律,故C错误;处理打点的纸带时,可以直接利用打点计时器打出的实际点迹,而不必采用“计数点”的方法,若采用计数点,是使测量长度变长,从而减小测量长度的误差,故D正确(3)B点时重锤的速度等于AC两点间的平均速度AC间距为:xAC(25.7117.72)cm7.99 cm7.99102m,B点时重锤的速度为:vB m/s2.00 m/s
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