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量大，D正確答案：BD2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?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29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62.99cm,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29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h0.7776 m，故重力勢能減少量Epmgh1.00×9.80×0.7776 J7.62 J重物動能的增加量EkmvC2mv02根據(jù)實驗情況，重物在O點的速度v00，C點的速度vC等于重物從B點到D點這一段時間t2× s內(nèi)的平均速度由實驗數(shù)據(jù)可得vC m/s3.8875 m/s重物的動能增加量EkmvC2×1.00×3.88752 J7.56 J.答案：7.627.563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，處于靜止狀態(tài)D把打點計時器接在學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，重新進行兩次實驗K在三條紙帶中選出較好的一條L進行計算，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，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、GEDBCHIJKFLM4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mv2mgh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m1 kg，打點紙帶如圖實210所示，打點時間間隔為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210(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211中的()圖實211解析：(1)自由下落的物體在第一個0.02 s內(nèi)，下落距離hgt22 mm(2)vB m/s0.59 m/sEkmvB2×1×0.592 J0.174 JEpmgh1×9.8×17.9×103 J0.175 J.答案：(1)自由下落的物體2 mm(2)0.59 m/s0.174 J0.175 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)C5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)，如圖實212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212中的B和B，當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212所示圖實212(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t，則將小球的直徑D除以t，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t1、t2.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()2m()2mgH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t1、t2(2)2gH