2019年高中物理 第7章 第9節(jié)實驗 驗證機械能守恒定律同步檢測 新人教版必修2.doc
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2019年高中物理 第7章 第9節(jié)實驗 驗證機械能守恒定律同步檢測 新人教版必修21(溫州十校聯(lián)合體xxxx學(xué)年高一下學(xué)期聯(lián)考)在“驗證機械能守恒定律”實驗中,紙帶將被釋放瞬間的四種情況如照片所示,其中最合適的是()答案:D2一同學(xué)用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗所用的電源有交流電(頻率為50Hz)和直流電兩種輸出。實驗中,重錘從高處由靜止開始落下,重錘拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點,對紙帶上的點進行測量,即可驗證機械能守恒定律。該同學(xué)按如下步驟進行實驗:A用天平測量出重錘的質(zhì)量;B按圖示的裝置安裝器件;C將打點計時器接到電源的直流輸出端上;D接通電源后釋放懸掛紙帶的夾子,打出一條紙帶;E換用另外紙帶,重復(fù)步驟D;F選取合適的紙帶;G測量所選紙帶上某些點之間的距離;H根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能和它增加的動能,比較二者是否相等。以上實驗步驟中有一項是沒有必要進行的,它的步驟編號是_;有一項步驟操作有誤,它的步驟編號是_。答案:A;C解析:驗證機械能守恒時,等式兩邊可以約去質(zhì)量,所以不需要測量重錘的質(zhì)量;打點計時器需接到低壓交流電源上,C步驟錯誤。3(濟南一中xxxx學(xué)年高一下學(xué)期期中)在驗證機械能守恒定律實驗中,打出的紙帶如圖所示,其中A、B為打點計時器打下的第1、2個點,AB2mm,D、E、F為點跡清晰時連續(xù)打點的計時點,測得D、E、F到A的距離分別為S1、S2、S3(圖中未畫出)。設(shè)打點計時器的打點頻率為f,重物質(zhì)量為m,實驗地點重力加速度為g。一位學(xué)生想從紙帶上驗證打下A點到打下E點過程中,重物的機械能守恒。(1)實驗中,如下哪些操作是必要的_。A用秒表測量時間B重物的質(zhì)量應(yīng)盡可能大些C先開電源后放紙帶D先放紙帶后開電源(2)重物重力勢能減少量EP_,動能增量EK_。(3)比較EP和EK發(fā)現(xiàn),重物重力勢能的減少量EP大于動能的增加量EK,造成這一誤差的原因_。答案:(1)BC(2)mgs2,(3)摩擦阻力和空氣阻力做負功,損失了機械能。解析:(1)實驗中為減少誤差,重物的質(zhì)量要大些;要先開電源,再放紙帶。(2)由于AB2mm,所以A為計時起點EPmgs2,vEEKmv(3)由于存在阻力,所以EPEK。4利用氣墊導(dǎo)軌驗證機械能守恒定律,實驗裝置示意圖如圖所示:(1)實驗步驟:將氣墊導(dǎo)軌放在水平面上,桌面高度不低于1m,將導(dǎo)軌調(diào)至水平;用游標卡尺測量擋光條的寬度為l9.30mm。由導(dǎo)軌標尺讀出兩光電門中心之間的距離s_cm。將滑塊移至光電門1左側(cè)某處,待砝碼靜止不動時,釋放滑塊,要求砝碼落地前擋光條已能過光電門2;從數(shù)字計時器(圖中未畫出)上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時間t1和t2;用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M,再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m。(2)用表示直接測量量的字母寫出下列所示物理量的表達式;滑塊通過光電門1和光電門2的瞬時速度分別為v1_和v2_。當滑塊通過光電門1和光電門2時,系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動能分別為Ek1_和Ek2_。在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中,系統(tǒng)勢能的減少量Ep_(重力加速度為g)。(3)如果Ep_,則可認為驗證了機械能守恒定律。答案:(1)60.00(答案在59.9660.04之間的也可)(2)(Mm)()2(Mm)()2mgs(3)Ek2Ek1解析:(1)距離s80.30cm20.30cm60.00cm。(2)由于擋光條寬度很小,因此可以將擋光條通過光電門時的平均速度當成瞬時速度,擋光條的寬度l可用游標卡尺測量,擋光時間t可從數(shù)字計時器讀出。因此,滑塊通過光電門1和光電門2的瞬時速度分別為v1,v2。當滑塊通過光電門1和光電門2時,系統(tǒng)的總動能分別為Ek1(Mm)v(Mm)()2;Ek2(Mm)v(Mm)()2。在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中,系統(tǒng)勢能的減少量Epmgs。(3)如果在誤差允許的范圍內(nèi)EpEk2Ek1,則可認為驗證了機械能守恒定律。能力提升1在“驗證機械能守恒定律”的實驗中:(1)供實驗選擇的重物有以下四個,應(yīng)選擇:()A質(zhì)量為10g的砝碼B質(zhì)量為200g的木球C質(zhì)量為50g的塑料球D質(zhì)量為200g的鐵球(2)下列敘述正確的是()A實驗中應(yīng)用秒表測出重物下落的時間B可用自由落體運動的規(guī)律計算重物的瞬時速度C因為是通過比較和mgh是否相等來驗證機械能是否守恒,故不需要測量重物的質(zhì)量D釋放重物前應(yīng)手提紙帶的上端,使紙帶豎直通過限位孔(3)質(zhì)量m1kg的物體自由下落,得到如圖所示的紙帶,相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.04s,那么從打點計時器打下起點O到打下B點的過程中, 物體重力勢能的減少量Ep_J,此過程中物體動能的增加量Ek_J。(g9.8m/s2,保留三位有效數(shù)字)答案:(1)D(2)CD(3)2.282.26解析:(1)為減小實驗誤差應(yīng)選用鐵球。(2)EPmg2.28JvB2.125m/sEkmv2.26J。2(江蘇啟東中學(xué)xxxx學(xué)年高一下學(xué)期期末)某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機械能守恒定律。頻閃儀每隔0.05s閃光一次,圖中所標數(shù)據(jù)為實際距離,該同學(xué)通過計算得到不同時刻的速度如下表(當?shù)刂亓铀俣热?.8m/s2,小球質(zhì)量m0.2kg,計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字):時刻t2t3t4t5速度(ms1)4.994.483.98(1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t5時刻小球的速度v5_m/s;(2)從t2到t5時間內(nèi),重力勢能增量Ep_J,動能減少量Ek_J;(3)在誤差允許的范圍內(nèi),若Ep與Ek近似相等,從而驗證了機械能守恒定律。由上述計算得Ep_Ek(選填“”“”或“”),造成這種結(jié)果的主要原因是_ _。答案:(1)3.48(2)1.241.28(3) 存在空氣阻力解析:(1)t5時刻小球的速度v5102m/s3.48m/s;(2)從t2到t5時間內(nèi),重力勢能增量Epmgh250.29.8(23.6821.1618.66)102J1.24J,動能減少量Ekmvmv1.28J;(3)EpEk,造成這種結(jié)果的主要原因是上升過程中存在空氣阻力。3如圖(a)中,懸點正下方P點處放有水平放置熾熱的電熱絲,當懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷,小球由于慣性向前飛出做平拋運動。在地面上放上白紙,上面覆蓋著復(fù)寫紙,當小球落在復(fù)寫紙上時,會在下面白紙上留下痕跡。用重垂線確定出A、B點的投影點N、M。重復(fù)實驗10次(小球每一次都從同一點由靜止釋放)球的落點痕跡如圖(b)所示,圖中米尺水平放置,零刻度線與M點對齊。用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B兩點的豎直距離,再量出M、C之間的距離x,即可驗證機械能守恒定律,已知重力加速度為g,小球的質(zhì)量為m。(1)根據(jù)圖(b)可以確定小球平拋時的水平射程為_cm。(2)用題中所給字母表示出小球平拋時的初速度v0_。(3)用測出的物理量表示出小球從A 到B過程中,重力勢能的減少量Ep_,動能的增加量Ek_。答案:(1)65.0(2)x(3)mg(h1h2)4某同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。該同學(xué)經(jīng)正確操作得到打點紙帶,在紙帶后段每兩個計時間隔取一個計數(shù)點,依次為1、2、3、4、5、6、7,測量各計數(shù)點到第一個打點的距離h,并正確求出打相應(yīng)點時的速度v。各計數(shù)點對應(yīng)的數(shù)據(jù)見下表:計數(shù)點1234567h(m)0.1240.1940.2790.3800.4970.6300.777v(m/s)1.942.332.733.133.50v2(m2/s2)3.765.437.459.8012.25(1)請在圖乙坐標中,描點作出v2h圖線;(2)由圖線可知,重錘下落的加速度g_m/s2(保留三位有效數(shù)字);(3)若當?shù)氐闹亓铀俣萭9.8m/s2,根據(jù)作出的圖線,能粗略驗證自由下落的重錘機械能守恒的依據(jù)是_。答案:(1)作出v2h圖線如圖(2)9.75(答9.699.79均給分)(3)圖線為通過坐標原點的一條直線,斜率g的一半與g基本相等(不交代“通過坐標原點”也給分)- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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