2019-2020年高中物理 7.9《實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》課時(shí)作業(yè) 新人教版必修2.doc

《2019-2020年高中物理 7.9《實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》課時(shí)作業(yè) 新人教版必修2.doc》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《2019-2020年高中物理 7.9《實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》課時(shí)作業(yè) 新人教版必修2.doc（5頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

2019-2020年高中物理 7.9《實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》課時(shí)作業(yè) 新人教版必修2 基礎(chǔ)達(dá)標(biāo) 1．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于自由下落的重物，下列選項(xiàng)中可取的是(　　) A．選用重物時(shí)，重的比輕的好 B．選用重物時(shí)，體積小的比大的好 C．重物所受重力應(yīng)與它所受的空氣阻力和紙帶所受打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力平衡 D．重物所受重力應(yīng)遠(yuǎn)大于它所受的空氣阻力和紙帶所受打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力 【解析】　應(yīng)選擇阻力影響足夠小的重物． 【答案】　D 2．為驗(yàn)證在自由落體過(guò)程中物體的機(jī)械能是守恒的，某同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，圖中A、B兩點(diǎn)分別固定了兩個(gè)速度傳感器，速度傳感器可以測(cè)出運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度．在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得一物體自由下落經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度是v1，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度是v2，為了證明物體經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能相等，這位同學(xué)又設(shè)計(jì)了以下幾個(gè)步驟，你認(rèn)為其中不必要或者錯(cuò)誤的是(　　) A．用天平測(cè)出物體的質(zhì)量 B．測(cè)出A、B兩點(diǎn)間的豎直距離 C．測(cè)量物體的質(zhì)量，利用mv－mv算出物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中動(dòng)能的變化量 D．驗(yàn)證v－v與2gh是否相等 【答案】　AC 3．“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)采用重物自由下落的方法．(取g＝10 m/s2) (1)用公式mv2＝mgh時(shí)，對(duì)紙帶上起點(diǎn)的要求是初速度為_(kāi)_______，為達(dá)到此目的，所選擇的紙帶第一、二兩點(diǎn)間距應(yīng)接近________． (2)若實(shí)驗(yàn)中所用重錘質(zhì)量m＝1 kg，打點(diǎn)紙帶如甲圖所示，打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02 s，則記錄B點(diǎn)時(shí)，重錘速度vB＝________，重錘的動(dòng)能EkB＝________，從開(kāi)始下落起至B點(diǎn)，重錘的重力勢(shì)能減少量是________，因此可得出的結(jié)論是________． (3)根據(jù)紙帶算出的相關(guān)各點(diǎn)的速度值，量出下落的距離，則以為縱軸，以h為橫軸畫(huà)出的圖線(xiàn)應(yīng)是乙圖中的________． 【解析】　(1)初速度為0，所選第一、第二兩點(diǎn)間距接近2 mm. (2)vB＝＝m/s＝0.59 m/s EkB＝mv＝10.592J＝0.174 J ΔEp＝mghB＝11017.610－3J＝0.176 J. (3)由mv2＝mgh可得＝gh∝h，故選項(xiàng)C正確． 【答案】　(1)0　2 mm (2)0.59 m/s　0.174 J　0.176 J　在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，重錘動(dòng)能的增加量等于勢(shì)能的減少量 (3)C 4．在驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)利用圖甲中器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，正確地完成實(shí)驗(yàn)操作后，得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖乙所示．在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中，某同學(xué)取A、B兩點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，圖中測(cè)量結(jié)果記錄在下面的表格中． 項(xiàng)目 x1/cm A點(diǎn)瞬時(shí)速度/(ms－1) x2/cm B點(diǎn)瞬時(shí)速度/(ms－1) AB兩點(diǎn)間距離/ cm 數(shù)據(jù) 3.92 0.98 12.80 50.00 (1)觀(guān)察紙帶，可知連接重物的夾子應(yīng)夾在紙帶的________端；(選填“左”或“右”) (2)將表格中未填項(xiàng)目填寫(xiě)完整； (3)若重物和夾子的總質(zhì)量為0.6 kg，那么在A到B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，動(dòng)能的增加量為_(kāi)_______J，重力勢(shì)能的減少量為_(kāi)_______J. 【解析】　(1)重物剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，速度較小，點(diǎn)跡比較密集，故夾子應(yīng)夾在紙帶的左端；(2)vB＝＝3.20 m/s；(3)在A到B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，動(dòng)能的增加量ΔEk＝mv－mv≈2.78 J，重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝mghAB＝2.94 J. 【答案】　(1)左　(2)3.20　(3)2.78　2.94 5．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)打點(diǎn)時(shí)間間隔為T(mén)，某同學(xué)得到一條紙帶如圖所示，對(duì)于求前4個(gè)點(diǎn)的速度，有三種做法： 甲同學(xué)：分別測(cè)出x1、x2、x3、x4、x5，然后由 v1＝，v2＝，v3＝，v4＝求前4個(gè)點(diǎn)的速度． 乙同學(xué)：分別測(cè)出h1、h2、h3、h4、h5，然后由 v1＝，v2＝，v3＝，v4＝求前4個(gè)點(diǎn)的速度． 丙同學(xué)：由公式vt＝gt得v1＝gT、v2＝2gT、v3＝3gT、v4＝4gT，計(jì)算出前4個(gè)點(diǎn)的速度． 你認(rèn)為他們的做法對(duì)不對(duì)？說(shuō)明理由． 【解析】　甲同學(xué)的計(jì)算方法雖然符合紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于相鄰兩點(diǎn)間的平均速度的原理，但測(cè)量方法不如乙同學(xué)，因?yàn)榉侄螠y(cè)量誤差較大，乙同學(xué)的測(cè)量方法誤差較小，故應(yīng)采用乙同學(xué)的方法． 至于丙同學(xué)的做法是完全錯(cuò)誤的．因?yàn)橹灰J(rèn)為加速度為g，機(jī)械能就肯定是守恒的，那也就無(wú)需去做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了．用機(jī)械能守恒定律去驗(yàn)證機(jī)械能守恒，這在邏輯推理上叫做循環(huán)論證． 況且用v＝gt算出的速度一定比從紙帶上測(cè)量算出的值要大，因?yàn)閷?shí)際實(shí)驗(yàn)中阻力不可避免，其加速度aEp＝mg的情況，所以不能用v＝gt或v＝去計(jì)算速度． 【答案】　見(jiàn)解析 能力提升 1. 利用圖示裝置進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要測(cè)量物體由靜止開(kāi)始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h.某班同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案： A．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h, 并測(cè)出下落時(shí)間t，通過(guò)v＝gt計(jì)算出瞬時(shí)速度v B．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，并通過(guò)v＝計(jì)算出瞬時(shí)速度v C．根據(jù)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度v，并通過(guò)h＝計(jì)算出高度h D．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度v 以上方案中只有一種正確，正確的是(　　) 【解析】　物體由靜止開(kāi)始自由下落過(guò)程中受到空氣阻力和紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦阻力的作用，不是自由落體運(yùn)動(dòng)，A、B錯(cuò)誤．物體下落的高度是用米尺測(cè)量的，不是計(jì)算的，C錯(cuò)誤．D為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)測(cè)量方案，正確． 【答案】　D 2．在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，由于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器兩限位孔不在同一豎直線(xiàn)上，使紙帶通過(guò)時(shí)受到較大的阻力，則結(jié)果(　　) A．mgh>mv2 B．mghmv2. 【答案】　A 3．圖中甲、乙兩圖都是利用“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭值的裝置示意圖．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50 Hz. (1)這兩圖相比較，用哪個(gè)圖所示的裝置實(shí)驗(yàn)較好？簡(jiǎn)單說(shuō)明理由． (2)上圖中的丙是采用較好的裝置并按正確的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶，其中O點(diǎn)為打下的第一個(gè)點(diǎn)，標(biāo)為1，后面依次打下的一系列點(diǎn)跡分別為2、3、4、5…….經(jīng)測(cè)量，第15至17點(diǎn)間的距離為11.69 cm，第1至第16點(diǎn)間的距離為43.83 cm，則打下第16個(gè)點(diǎn)時(shí)，重物下落的速度大小為_(kāi)_______ms－1.在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，可認(rèn)為重物在下落的過(guò)程中機(jī)械能守恒，由此求得重力加速度值為g＝________ms－2(要求保留三位有效數(shù)字)． 【解析】　(1)用甲圖所示的裝置實(shí)驗(yàn)較好．因?yàn)橛脢A子固定，可以避免乙圖由于手的抖動(dòng)而造成紙帶上的第1個(gè)點(diǎn)跡被拖長(zhǎng)和位置不確定的現(xiàn)象．另外由于用夾子固定紙帶，便于紙帶調(diào)整到豎直方向，以避免紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(限位孔)之間產(chǎn)生較大的摩擦，而乙圖中用手握住紙帶，難于做到這一點(diǎn)．(2)v16＝＝2.9225(ms－1)． 由mgh＝mv，得： g＝＝＝9.74(ms－2)． 【答案】　(1)甲圖，理由見(jiàn)解析　(2)2.92　9.74 4．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度為d，實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間Δt. (1)實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，利用現(xiàn)有器材如何判斷導(dǎo)軌是否水平？ (2)在本次實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m、________和________(用文字說(shuō)明并用相應(yīng)的字母表示)． (3)本實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較________和________在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等(用測(cè)量的物理量符號(hào)表示)，從而驗(yàn)證了系統(tǒng)的機(jī)械能守恒． (4)你估計(jì)減少的重力勢(shì)能和增加的動(dòng)能哪個(gè)可能偏小？________. 你認(rèn)為造成這種偏差的原因可能是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 【解析】　(1)接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，若滑塊基本保持靜止，則說(shuō)明導(dǎo)軌是水平的(或輕推滑塊，滑塊能做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng))．(2)本實(shí)驗(yàn)中鉤碼減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為鉤碼和滑塊的動(dòng)能，所以需要測(cè)出滑塊的質(zhì)量M以及鉤碼下降的高度即滑塊上的遮光條初始位置到光電門(mén)的距離x.(3)此過(guò)程中鉤碼減少的重力勢(shì)能為mgx，滑塊運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)時(shí)的速度v＝，鉤碼和滑塊增加的動(dòng)能為(m＋M)2，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，只要計(jì)算出mgx與(m＋M)2相等，就驗(yàn)證了系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．(4)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在摩擦力，定滑輪也有質(zhì)量，所以鉤碼減少的重力勢(shì)能一方面轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)(包括定滑輪)的動(dòng)能，另一方面要克服摩擦力做功，所以系統(tǒng)增加的動(dòng)能要小一些． 【答案】　見(jiàn)解析