2019-2020年高中物理 第2章 能的轉(zhuǎn)化與守恒 第5講 實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律題組訓(xùn)練 魯科版必修2.doc
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2019-2020年高中物理 第2章 能的轉(zhuǎn)化與守恒 第5講 實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律題組訓(xùn)練 魯科版必修2時(shí)間:60分鐘1.用如圖1所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,由于電火花計(jì)時(shí)器兩限位孔不在同一豎直線上,使紙帶通過時(shí)受到較大的阻力,這樣實(shí)驗(yàn)造成的結(jié)果是()圖1A重力勢(shì)能的減少量明顯大于動(dòng)能的增加量B重力勢(shì)能的減少量明顯小于動(dòng)能的增加量C重力勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量D以上幾種情況都有可能2如圖2是用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)得到的一條紙帶有關(guān)尺寸在圖中已注明我們選中n點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律下面舉一些計(jì)算n點(diǎn)速度的方法,其中正確的是()圖2An點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn),則vngnTBn點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn),則vng(n1)TCvnDvn3.用如圖3所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源,輸出電壓為6 V的交流電和直流電兩種重物從高處由靜止開始下落,重物上拖著的紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)的痕跡進(jìn)行測(cè)量,即能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟:圖3A按照?qǐng)D示的裝置安裝器材;B將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端上;C用天平測(cè)量出重物的質(zhì)量;D釋放懸掛紙帶的夾子,同時(shí)接通電源開關(guān)打出一條紙帶;E測(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離;F根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算分析重物下落過程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能指出其中沒有必要進(jìn)行的或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E,將其選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母填在下面的橫線上,并說明其原因:_.4在用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí),某小組按照正確的操作選得紙帶如圖4.其中O是起始點(diǎn),A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn)用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C各點(diǎn)的距離,并記錄在圖中(已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭9.80 m/s2,重物質(zhì)量為m1 kg,計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)圖4(1)圖中的三個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是_段的讀數(shù),應(yīng)記作_cm.(2)甲同學(xué)用重物在OB段的運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒,他用AC段的平均速度作為B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度vB,則求得該過程中重物的動(dòng)能增加量Ek_J,重力勢(shì)能的減少量Ep_J這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使Ek_Ep(選填“”、“”、“”或“”)(4)上述兩種處理方法中,你認(rèn)為合理的是_同學(xué)所采用的方法(選填“甲”或“乙”)5在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,圖5(甲)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶,選取其中連續(xù)的計(jì)時(shí)點(diǎn)標(biāo)為A、B、CG、H、I,對(duì)BH段進(jìn)行研究(1)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50 Hz,則紙帶上打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為_(2)用刻度尺測(cè)量的距離如圖(乙),讀出A、C兩點(diǎn)間距為_cm,B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度vB_m/s(保留三位有效數(shù)字)(3)若H點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度為vH,重物下落的高度為hBH,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,為完成實(shí)驗(yàn),要比較v與_的大小(用字母表示)圖56利用圖6裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)圖6(1)除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶、復(fù)寫紙)、交流電源、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線及開關(guān)外,在下面的器材中,必須使用的還有_(選填器材前的字母)A大小合適的鐵質(zhì)重錘B體積較大的木質(zhì)重錘C刻度尺D游標(biāo)卡尺E秒表(2)圖7是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C,測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC.圖7重錘質(zhì)量用m表示,已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T.從打下O點(diǎn)到打下B點(diǎn)的過程中,重錘重力勢(shì)能的減少量|Ep|_,動(dòng)能的增加量Ek_.(3)在實(shí)驗(yàn)過程中,下列實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理正確的是_A釋放重錘前,使紙帶保持豎直B做實(shí)驗(yàn)時(shí),先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,再釋放重錘C為測(cè)量打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下某點(diǎn)時(shí)重錘的速度v,可測(cè)量該點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h,再根據(jù)公式v計(jì)算,其中g(shù)應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣菵用刻度尺測(cè)量某點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h,利用公式mgh計(jì)算重力勢(shì)能的減少量,其中g(shù)應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?4)某同學(xué)在紙帶上選取計(jì)數(shù)點(diǎn)后,測(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h,并計(jì)算出打相應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)重錘的速度v,通過描繪v2h圖象去研究機(jī)械能是否守恒若實(shí)驗(yàn)中重錘所受阻力不可忽略,且阻力大小保持不變,從理論上分析,合理的v2h圖象是下列圖中的_7為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,岳口高中的金金設(shè)計(jì)了如圖8甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,并提供了如下的實(shí)驗(yàn)器材:A小車B鉤碼C一端帶滑輪的木板D細(xì)線E電火花計(jì)時(shí)器F紙帶G毫米刻度尺H低壓交流電源I220 V的交流電源圖8(1)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)裝置和提供的實(shí)驗(yàn)器材,你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是_(填寫器材序號(hào)),還應(yīng)補(bǔ)充的器材是_(2)實(shí)驗(yàn)中得到了一條紙帶如圖乙所示,選擇點(diǎn)跡清晰且便于測(cè)量的連續(xù)7個(gè)點(diǎn)(標(biāo)號(hào)06),測(cè)出0到1、2、3、4、5、6點(diǎn)的距離分別為d1、d2、d3、d4、d5、d6,打點(diǎn)周期為T.則打點(diǎn)2時(shí)小車的速度v2_;若測(cè)得小車質(zhì)量為M、鉤碼質(zhì)量為m,打點(diǎn)1和點(diǎn)5時(shí)小車的速度分別用v1、v5表示,已知重力加速度為g,則驗(yàn)證點(diǎn)1與點(diǎn)5間系統(tǒng)的機(jī)械能守恒的關(guān)系式可表示為_(3)在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí),如果以為縱軸,以d為橫軸,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出d圖象,其圖線的斜率表示的物理量的表達(dá)式為_答案精析第5講實(shí)驗(yàn):驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律1A由于重物下落時(shí)要克服阻力做功,重物減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為重物的動(dòng)能和系統(tǒng)的內(nèi)能,故重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量,A正確2CDvn應(yīng)表示從(n1)到(n1)間的平均速度C、D對(duì),A、B錯(cuò)3BCD原因見解析解析步驟B是錯(cuò)誤的,應(yīng)該接到電源的交流輸出端;步驟D是錯(cuò)誤的,應(yīng)該先接通電源,待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶;步驟C不必要,因?yàn)楦鶕?jù)測(cè)量原理,重物的動(dòng)能和勢(shì)能中都包含了質(zhì)量m,可以約去4(1)OC15.70(2)1.201.22(4)甲解析(1)毫米刻度尺讀數(shù)要估讀到毫米下一位,OC長度讀數(shù)到1毫米,不符合讀數(shù)要求應(yīng)記作15.70 cm.(2)AC段的平均速度即B點(diǎn)瞬時(shí)速度vB1.55 m/s,則系統(tǒng)增加的動(dòng)能Ekmv1.20 J,重力勢(shì)能減少了Epmg OB1.22 J,由于摩擦力的作用,部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以EkEp.(3)B是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第9個(gè)點(diǎn),所以B點(diǎn)的速度vBgt9.8080.02 m/s1.57 m/s,動(dòng)能的增加量Ekmv1.23 J,這樣做把加速度按照自由落體計(jì)算,沒有考慮摩擦力的作用,而實(shí)際上,由于摩擦力的作用,加速度aEp.(4)乙方案中直接把加速度按照重力加速度計(jì)算,不符合事實(shí),而且誤差大,所以合理的是甲方案5(1)0.02 s(2)5.401.35(3)vghBH解析(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50 Hz,則每隔0.02 s打一點(diǎn)(2)sAC(5.900.50)cm5.40 cm,vBm/s1.35 m/s.(3)由動(dòng)能定理有mghBHmvmv,得ghBH.6(1)AC(2)mghB(3)ABD(4)A解析(1)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn),需要盡量減小阻力,以使得減少的重力勢(shì)能接近增加的動(dòng)能,所以選擇鐵質(zhì)重錘而不是木質(zhì)重錘,這樣可以盡量減少阻力影響,即選項(xiàng)A對(duì),B錯(cuò);在計(jì)算速度時(shí)需要刻度尺測(cè)量點(diǎn)跡之間的距離以及下落的高度,所以選項(xiàng)C是必須的;而秒表不需要,只要查相鄰點(diǎn)的間隔即可得時(shí)間間隔,因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02秒打一個(gè)點(diǎn),所以E錯(cuò)誤;有刻度尺測(cè)量點(diǎn)間距,而不需要游標(biāo)卡尺,選項(xiàng)D錯(cuò)(2)O點(diǎn)到B點(diǎn)下落的高度為hB,所以減少的重力勢(shì)能為mghB,增加的動(dòng)能要計(jì)算B點(diǎn)的瞬時(shí)速度,B為AC的中間時(shí)刻即等于AC的平均速度,所以vB,增加的動(dòng)能Ekmv.(3)為保證只有重力做功,釋放前紙帶豎直可減少紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔之間的摩擦,選項(xiàng)A對(duì);實(shí)驗(yàn)過程先接通電源,待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放重錘,選項(xiàng)B對(duì);速度的計(jì)算必須從紙帶數(shù)據(jù)來求,而不能根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)求速度,如果按照自由落體運(yùn)動(dòng)的速度來求解則減少的重力勢(shì)能一定等于增加的動(dòng)能,驗(yàn)證就沒有意義了,選項(xiàng)C錯(cuò);計(jì)算減少的重力勢(shì)能mgh一定要按照當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葋碛?jì)算,選項(xiàng)D對(duì)(4)若有恒定的阻力存在,則根據(jù)動(dòng)能定理可得(mgf)hmv2,即2,所以圖象斜率為定值,而且過原點(diǎn),對(duì)照選項(xiàng)A對(duì)7(1)H天平(2) 或mg(d5d1)(Mm)(vv)(3)解析(1)電火花計(jì)時(shí)器使用的是220 V交流電源,因此低壓交流電源用不著;另外還需要用到天平測(cè)出小車的質(zhì)量M;(2)打點(diǎn)2時(shí)的速度等于13或04間的平均速度,即v2或;根據(jù)機(jī)械能守恒,整個(gè)系統(tǒng)減小的重力勢(shì)能等于整個(gè)系統(tǒng)增加的動(dòng)能,即mg(d5d1)(Mm)(vv) ;(3)根據(jù)mgd(Mm)v2得:d,所以d圖象的斜率表示的物理量的表達(dá)式為.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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