－粵教版必修2 4.5 驗證機械能守恒定律 作業(yè).doc

4.5 驗證機械能守恒定律 作業(yè)1(多選題)在探究功與物體速度變化的關(guān)系的實驗中，某同學(xué)在一次實驗中得到一條如圖所示的紙帶，這條紙帶上的點兩端較密，中間稀疏，出現(xiàn)這種情況的原因可能是()a電的頻率不穩(wěn)定b木板傾斜的程度太大c沒有使木板傾斜或傾斜角太小d小車受到的阻力較大解析：出現(xiàn)上述情況的原因是小車先加速再減速，說明開始時橡皮筋的彈力大于摩擦力，隨后又小于摩擦力，因此沒有完全平衡摩擦力答案：cd2有4條用打點計時器(所用交流電頻率為50 hz)打出的紙帶a、b、c、d，其中一條是做“驗證機械能守恒定律”實驗時打出的為找出該紙帶，某同學(xué)在每條紙帶上取了點跡清晰的、連續(xù)的4個點，用刻度尺測出相鄰兩個點間距離依次為x1、x2、x3.請你根據(jù)下列x1、x2、x3的測量結(jié)果確定該紙帶為(已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.791 m/s2)()a61.0 mm65.8 mm70.7 mm b41.2 mm45.1 mm53.0 mmc49.6 mm53.5 mm57.3 mm d60.5 mm61.0 mm60.6 mm解析：驗證機械能守恒采用重錘的自由落體運動實現(xiàn)，所以相鄰0.02 s內(nèi)的位移增加量為xgt29.7910.022 m3.9 mm.答案：c3某同學(xué)利用打點計時器、已知質(zhì)量為m的滑塊、可調(diào)節(jié)高度的斜面、直尺等儀器進(jìn)行“探究動能定理”的實驗，如圖所示，他首先將打點計時器固定在斜面的上端，并將滑塊與紙帶相連，讓紙帶穿過打點計時器，接通低壓交流電(已知其頻率為f)后釋放滑塊，打點計時器在紙帶上打下一系列點回答下列問題：(用已知字母表示)(1)寫出影響滑塊動能變化的主要因素_(2)該實驗探究中為了求合外力，應(yīng)先求出滑塊與斜面的動摩擦因數(shù)該同學(xué)通過多次調(diào)節(jié)斜面的高度，得到一條打點間距均勻的紙帶，如圖203所示，此時相對應(yīng)的斜面長為l、斜面高為h.由此可求出滑塊與斜面的動摩擦因數(shù)為_.(3)保持斜面長度不變，升高斜面高度到h(hh)，該同學(xué)在實驗中得到一條打點清晰的紙帶，如圖所示，用直尺測出x1、x2、x3，對a、b兩點研究：此時滑塊在a、b兩點的速度大小為：va_，vb_.(4)該同學(xué)對ab段進(jìn)行研究，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)計算合外力對滑塊做的功w，滑塊動能的變化量ek，在誤差允許的范圍內(nèi)wek.解析：(1)由滑塊在斜面上運動可知，影響滑塊動能變化的是合外力的功，即重力做功和摩擦力做功(2)由題圖可知滑塊在斜面上做勻速直線運動，則有：mgsinmgcos(為斜面的傾角)，可得tan.(3)由運動學(xué)公式得a點的瞬時速度是vaf，b點的瞬時速度是vbf.答案：(1)重力做功、摩擦力做功(2) (3)ff4某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲以圖裝置中的滑塊為對象驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學(xué)生電、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)砂、墊塊當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小砂桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則： (1)你認(rèn)為還需要的實驗器材有_、_.(兩個)(2)實驗時為了保證滑塊(質(zhì)量為m)受到的合力與砂和砂桶的總重力大小基本相等，砂和砂桶的總質(zhì)量m應(yīng)滿足的實驗條件是_，實驗時首先要做的步驟是_(3)在(2)的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量m.往砂桶中裝入適量的細(xì)砂，用天平稱出此時砂和砂桶的總質(zhì)量m.讓砂桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距l(xiāng)和這兩點的速度大小v1與v2(v1v2)則對滑塊，本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為_(用題中的字母表示)(4)要探究滑塊與砂及砂桶組成的系統(tǒng)機械能是否守恒，如果實驗時所用滑塊質(zhì)量為m，砂及砂桶總質(zhì)量為m，讓砂桶帶動滑塊在水平氣墊導(dǎo)軌上加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距l(xiāng)和這兩點的速度大小v1與v2(v1m2)，1、2是兩個光電門用此裝置驗證機械能守恒定律 (1)實驗中除了記錄物塊b通過兩光電門時的速度v1、v2外，還需要測量的物理量是_(2)用已知量和測量量寫出驗證機械能守恒的表達(dá)式_解析：a、b運動過程中，若系統(tǒng)的機械能守恒，則有m1ghm2gh(m1m2)(vv)，所以除了記錄物體b通過兩