2020屆高三物理練習(xí) 驗證機械能守恒定律 新人教版

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1、第五章 第5單元 二 驗證機械能守恒定律 1.下列關(guān)于“驗證機械能守恒定律”實驗的實驗誤差的說法中，正確的是 (　　) A．重物質(zhì)量的稱量不準(zhǔn)會造成較大誤差 B．重物質(zhì)量選用得大些，有利于減小誤差 C．重物質(zhì)量選用得較小些，有利于減小誤差 D．紙帶下落和打點不同步會造成較大誤差 解析：從需要驗證的關(guān)系式ghn＝看，與質(zhì)量無關(guān)，A錯誤．當(dāng)重物質(zhì)量大一些時， 空氣阻力可以忽略，B正確，C錯誤．紙帶先下落而后打點．此時，紙帶上最初兩點 的點跡間隔較正常時略大，用此紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，其結(jié)果是重物在打第一個點時 就有了初動能，因此重物動能的增加量比重物重力勢能的減少

2、量大，D正確． 答案：BD 2．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz， 查得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.80 m/s2，測得所用的重物的質(zhì)量為1.00 kg.實驗中得到一 條點跡清晰的紙帶(如圖實－2－9所示)，把第一個點記作O，另選連續(xù)的四個點A、 B、C、D作為測量的點．經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99 cm,70.18 cm,77.76 cm,85.73 cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到C點，重力 勢能的減少量等于________ J，動能的增加量等于________J(取三位有效數(shù)字)． 圖實－2－9

3、 解析：根據(jù)測量數(shù)據(jù)，重物從O點運動到C點下落的高度h＝0.7776 m，故重力勢 能減少量 ΔEp＝mgh＝1.00×9.80×0.7776 J＝7.62 J 重物動能的增加量ΔEk＝mvC2－mv02 根據(jù)實驗情況，重物在O點的速度v0＝0，C點的速度vC等于重物從B點到D點這 一段時間Δt＝2× s內(nèi)的平均速度．由實驗數(shù)據(jù)可得 vC＝＝ m/s＝3.8875 m/s 重物的動能增加量 ΔEk＝mvC2＝×1.00×3.88752 J＝7.56 J. 答案：7.62　7.56 3．關(guān)于驗證機械能守恒定律實驗，下面列出一些實驗步驟： A．用天平稱出重物和夾子質(zhì)量 B．

4、將重物系在夾子上 C．將紙帶穿過打點計時器的限位孔，上端用手提著，下端夾上系住重物的夾子，再 把紙帶向上拉，讓夾子靠近打點計時器，處于靜止?fàn)顟B(tài) D．把打點計時器接在學(xué)生電源的交流輸出端，把輸出電壓調(diào)到6 V(電源不接通) E．把打點計時器用鐵夾固定放到桌邊的鐵架臺上，使兩個限位孔在同一豎直面內(nèi) F．在紙帶上選取兩個點，進(jìn)行測量并記錄數(shù)據(jù) G．用秒表測出重物下落的時間 H．接通電源，待計時器打點穩(wěn)定后釋放紙帶 I．切斷電源 J．更換紙帶，重新進(jìn)行兩次實驗 K．在三條紙帶中選出較好的一條 L．進(jìn)行計算，得出結(jié)論，完成實驗報告 M．拆下導(dǎo)線，整理器材 對于本實驗以上步驟中，

5、不必要的有______________；正確步驟的合理順序是 __________________(填寫代表字母)． 解析：根據(jù)實驗原理和操作步驟可知不必要的有A、G；正確步驟的合理順序是E、 D、B、C、H、I、J、K、F、L、M. 答案：A、G　EDBCHIJKFLM 4．用落體法“驗證機械能守恒定律”的實驗中：(g取9.8 m/s2) (1)運用公式mv2＝mgh時對實驗條件的要求是________________．為此目的，所選 擇的紙帶第1、2兩點間的距離應(yīng)接近__________． (2)若實驗中所用重物質(zhì)量m＝1 kg，打點紙帶如圖實－2－10所示，打點時間間隔為

6、 0.02 s，則記錄B點時，重物速度vB＝________，重物動能Ek＝________；從開始 下落起至B點，重物的重力勢能減小量是__________，由此可得出的結(jié)論是 ____________________________________． 圖實－2－10 (3)根據(jù)紙帶算出各點的速度v，量出下落距離h，則以為縱軸，以h為橫軸畫出的 圖象應(yīng)是圖實－2－11中的 (　　) 圖實－2－11 解析：(1)自由下落的物體在第一個0.02 s內(nèi)，下落距離 h＝gt2＝2 mm (2)vB＝＝ m/s＝0.59 m/s Ek＝mvB2＝×1×

7、0.592 J≈0.174 J ΔEp＝mgh＝1×9.8×17.9×10－3 J≈0.175 J. 答案：(1)自由下落的物體　2 mm (2)0.59 m/s　0.174 J　0.175 J　在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，動能的增加量等于重力勢 能的減少量　(3)C 5．光電計時器是物理實驗中經(jīng)常用到的一種精密計時儀器，它由光電門和計時器兩部 分組成，光電門的一臂的內(nèi)側(cè)附有發(fā)光裝置(發(fā)射激光的裝置是激光二極管，發(fā)出的 光束很細(xì))，如圖實－2－12中的A和A′，另一臂的內(nèi)側(cè)附有接收激光的裝置，如 圖實－2－12中的B和B′，當(dāng)物體在它們之間通過時，二極管發(fā)出的激光被物體擋 住，接

8、收裝置不能接收到激光信號，同時計時器就開始計時，直到擋光結(jié)束光電計 時器停止計時，故此裝置能精確地記錄物體通過光電門所用的時間．現(xiàn)有一小球從 兩光電門的正上方開始自由下落，如圖實－2－12所示． 圖實－2－12 (1)若要用這套裝置來驗證機械能守恒定律，則要測量的物理量有 ________________________(每個物理量均用文字和字母表示，如高度H)． (2)驗證機械能守恒定律的關(guān)系式為________． 解析：本實驗是圍繞機械能守恒定律的驗證設(shè)計的，關(guān)鍵是速度的測定，本題改打 點計時器測量速度為光電門測量．由于本裝置可記錄小球通過光電門的時間Δt，則 將小球的直徑D除以Δt，即可求出小球經(jīng)過光電門的速度，若再測出兩光電門間相 距的高度H，即可驗證機械能守恒定律． (1)需要測量的物理量有：小球直徑D，兩光電門間的豎直高度H，小球通過上、下 兩光電門的時間Δt1、Δt2.則小球通過上、下兩光電門處的速度分別為、. (2)驗證守恒關(guān)系式為： m()2－m()2＝mgH 化簡得：－＝2gH. 答案：(1)小球直徑D、兩光電門間的豎直高度H、小球通過上、下兩光電門的時間 Δt1、Δt2 (2)－＝2gH