2019-2020學(xué)年高中物理隨堂小練18實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律含解析新人教版必修第二冊(cè)

1、PAGE PAGE - 7 -隨堂小練（18）實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律1、下列關(guān)于“探究機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)誤差的說(shuō)法中,正確的是( )A.重錘質(zhì)量的稱量不準(zhǔn)會(huì)造成較大誤差B.重錘質(zhì)量選用得大些,有利于減小誤差C.重鍾質(zhì)量選用得小些,有利于減小誤差D.紙帶下落和打點(diǎn)不能同步會(huì)造成較大誤差2、某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，進(jìn)行了如下的操作：A.取下紙帶，挑選點(diǎn)跡清晰的紙帶，記下起始點(diǎn)O,在距離O點(diǎn)較遠(yuǎn)處選擇連續(xù)幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（或計(jì)時(shí)點(diǎn)）B.用天平稱出重物和夾子的質(zhì)量C.計(jì)算出和看兩者是否相等D.固定好打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，將連著重物的紙帶穿過(guò)限位孔，用手提住，讓重物盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器E.先

2、接通電源，后松開(kāi)紙帶，開(kāi)始打點(diǎn)。并如此重復(fù)多次，以得到幾條打點(diǎn)紙帶F.測(cè)出各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離，即得到重物下落的高度，并計(jì)算出各點(diǎn)的速度值在以上的操作中不必要的是_;然后將必要的操作進(jìn)行正確排序:_.3、用如圖所示裝置驗(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(guò)時(shí)受到較大的阻力,這樣實(shí)驗(yàn)造成的結(jié)果是（ ）A.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4、如圖為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖?，F(xiàn)有的器材為帶鐵夾的鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶夾子的重錘、天平?；卮鹣铝袉?wèn)題:

3、(1)為完成此實(shí)驗(yàn),除了所給的器材,還需要的器材有()A.刻度尺B.秒表C.012V的直流電源D.012V的交流電源(2)實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因有_。(寫出兩個(gè)原因)5、氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個(gè)光電傳感器A、B,滑塊P上固定一遮光條,若光線被遮光條遮擋,光電傳感器會(huì)輸出高電壓,兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計(jì)算機(jī)相連?；瑝K在細(xì)線的牽引下向左加速運(yùn)動(dòng),遮光條經(jīng)過(guò)光電傳感器A、B時(shí),通過(guò)計(jì)算機(jī)可以得到如圖乙所示的電壓U隨時(shí)間t變化的圖象。1.實(shí)驗(yàn)前,按通氣源,將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上,輕推滑塊,當(dāng)圖乙中的_ (選填“”、“=”或“”)時(shí),說(shuō)明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。2.用螺旋測(cè)微器測(cè)遮光條寬

4、度d測(cè)量結(jié)果如圖丙所示，則d=_mm3.將滑塊P用細(xì)線跨過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與質(zhì)量為的鉤碼相連,將滑塊P由圖甲所示位置釋放,通過(guò)計(jì)算機(jī)得到的圖象如圖乙所示,若、m和d已知,要驗(yàn)證滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒,還應(yīng)測(cè)出兩光電門間距離L和_(寫出物理量的名稱及符號(hào))。4.若上述物理量間滿足關(guān)系式_,則表明在上述過(guò)程中,滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。(重力加速度為g)6、利用圖所示裝置進(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)計(jì)算

5、出瞬時(shí)速度vB.用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h,并通過(guò)計(jì)算出瞬時(shí)速度vC.根據(jù)做勻變速直線運(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)計(jì)算出高度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_.(填入相應(yīng)的字母)7、在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,一實(shí)驗(yàn)小組讓小球自傾角為30的斜面上滑下,用頻閃相機(jī)記錄了小球沿斜面下滑的過(guò)程,如圖所示。測(cè)得到A的距離分別為,已知相機(jī)的頻閃頻率為f,重力加速度。(1)小球經(jīng)過(guò)位置D時(shí)的速度_。(2)選取A為位

6、移起點(diǎn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出圖線,若圖線斜率_,則小球在下滑過(guò)程中機(jī)械能守恒。(3)若改變斜面傾角進(jìn)行實(shí)驗(yàn),請(qǐng)寫出斜面傾角大小對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的影響。_。8、某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz,當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)得到的一條點(diǎn)跡清晰的完整紙帶如圖乙所示,紙帶上的第一個(gè)點(diǎn)記為O,另選連續(xù)的3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量,圖中給出了這3個(gè)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離、和的值.回答下列問(wèn)題(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字):(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí),重物速度的大小_m/s;(2)通過(guò)分析該同學(xué)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律?簡(jiǎn)要說(shuō)明分析的依據(jù). 答案以及解析1答

7、案及解析：答案：BD解析：在“探究機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中,只需比較與的值即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律是否成立,與重錘質(zhì)量無(wú)關(guān)。若將重錘質(zhì)量選得大些,則在重錘下落過(guò)程中,空氣阻力可忽略不計(jì),有利于減小誤差。紙帶下落和打點(diǎn)不能同步有兩種情況:(1)重錘和紙帶先下落,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后打點(diǎn);(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器先打點(diǎn),重錘后下落。(1)所述的情況會(huì)使最初兩點(diǎn)間距離較正常間距偏大,用此紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,其結(jié)果是重錘在打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)就有了初動(dòng)能,如果用第一個(gè)點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn),會(huì)使重錘動(dòng)能的增加比重錘重力勢(shì)能的減少量大;(2)所述情況會(huì)造成最初幾個(gè)點(diǎn)的點(diǎn)跡不清,不便于進(jìn)行長(zhǎng)度的測(cè)量。 2答案及解析：答案：B，DEAFC解析：因

8、本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)比較重力勢(shì)能的減少量是否等于動(dòng)能的增加量來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的，不需要知道動(dòng)能的具體數(shù)值，因而不需要測(cè)出重物和夾子的質(zhì)量，故步驟B是不必要的；根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理以及操作分析可知，正確的操作順序?yàn)镈EAFC。 3答案及解析：答案：A解析：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)能的減小量大于動(dòng)能的增加量，A正確，BCD錯(cuò)誤。 4答案及解析：答案：(1)AD(2)紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有摩擦;用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)讀數(shù)有誤差解析：(1)本實(shí)驗(yàn)需測(cè)量長(zhǎng)度,但不需要計(jì)時(shí),選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要用交流電源,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。(2)摩擦和

9、長(zhǎng)度測(cè)量讀數(shù)問(wèn)題是產(chǎn)生誤差的主要原因。 5答案及解析：答案：1.=; 2. 8.476（在8.475-8.477之間）3.滑塊質(zhì)量M; 4. 解析：1.在氣墊導(dǎo)軌水平時(shí),滑塊在水平方向上受力平衡,做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以2.螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為: 。4.系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,則鉤碼減小的重力勢(shì)能等于鉤碼與滑塊的動(dòng)能增加量,所以有,其中,帶入可得 6答案及解析：答案：D解析：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)重力勢(shì)能和動(dòng)能的變化量都應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)所測(cè)量的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算,而不能用自由落體運(yùn)動(dòng)公式,只有D項(xiàng)正確. 7答案及解析：答案：(1)(2)(3)斜面傾角越大,實(shí)驗(yàn)誤差越小解析：(1)小球故勻變速直線運(yùn)動(dòng),小球在位置的時(shí)刻是通過(guò)過(guò)程的中間時(shí)刻.故小球在D點(diǎn)的速f等于通過(guò)段的早均速變。(2)若小球在下滑過(guò)程中機(jī)械能守恒.應(yīng)有,即,可見(jiàn)當(dāng)時(shí),機(jī)械能才守恒。(3)斜面傾角越大,小球下滑的加速度越大,相應(yīng)閃光時(shí)間內(nèi)小球運(yùn)動(dòng)的速度越