基礎(chǔ)訓(xùn)練19-驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律

根底訓(xùn)練19驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律〔實(shí)驗(yàn)三〕〔時(shí)間60分鐘，賦分100分〕訓(xùn)練指要本套試題訓(xùn)練和考查的重點(diǎn)是：理解“碰撞中的動(dòng)量守恒〞的實(shí)驗(yàn)原理；會(huì)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用落體法來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.第12題、第15題為創(chuàng)新題.這兩個(gè)題的命題意圖是：不僅要求學(xué)生理解原理、而且要求在理解實(shí)驗(yàn)原理的根底上去思考解決新出現(xiàn)的問題.一、選擇題〔每題5分，共40分〕1.在做“碰撞中的動(dòng)量守恒〞實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)必須要求的條件是A.斜槽軌道必須是光滑的B.斜槽軌道末端的切線是水平的C.入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下D.碰撞的瞬間，入射球與被碰球的球心連線與軌道末端的切線平行2.在“碰撞中的動(dòng)量守恒〞實(shí)驗(yàn)中，以下關(guān)于小球落點(diǎn)說法，正確的選項(xiàng)是A.如果小球每次從同一點(diǎn)無初速釋放，重復(fù)幾次的落點(diǎn)一定是重合的B.由于偶然因素存在，重復(fù)操作時(shí)小球落點(diǎn)不重合是正常的，但落點(diǎn)應(yīng)當(dāng)比擬密集C.測定P點(diǎn)位置時(shí)，如果重復(fù)10次的落點(diǎn)分別為P1、P2、P3…P10那么OP應(yīng)取OP1、OP2、OP3…OP10的平均值，即OP=(OP1+OP2+…OP10)/10D.用半徑盡量小的圓把P1、P2、P3…P10圈住，這個(gè)圓的圓心是入射球落點(diǎn)的平均位置P3.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律〞的實(shí)驗(yàn)中，以下物理量中，需要通過計(jì)算得到的有A.重錘的質(zhì)量B.重力加速度C.重錘下落的高度D.與重錘下落高度對應(yīng)的重錘的即時(shí)速度4.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律〞的實(shí)驗(yàn)中，以下說法或做法正確的選項(xiàng)是A.選用質(zhì)量大的重錘可減小實(shí)驗(yàn)誤差B.實(shí)驗(yàn)結(jié)果總是動(dòng)能增加略大于勢能減小C.固定好打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用手拿住穿過限位孔的紙帶一端，手應(yīng)靜止靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處D.先松開紙帶，再接通電源，重物自由下落時(shí)紙帶上就能打出一系列點(diǎn)，重復(fù)做幾次5.在利用重錘自由落下驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生誤差的主要原因是A.重錘下落的實(shí)際高度大于測量值B.重錘下落的實(shí)際高度小于測量值C.重錘實(shí)際末速度v大于gtD.重錘實(shí)際末速度v小于gt6.如圖1—19—1所示，M、N和P為驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)中小球的落點(diǎn)，如果碰撞中動(dòng)量守恒，那么有〔設(shè)入射小球與被碰小球質(zhì)量分別為m1、m2〕圖1—19—1A.m1=m1+m2B.m1=m1+m2C.m1=m1+m2D.m1=m1+m27.在驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)中，設(shè)入射球、被碰球的質(zhì)量分別為m1、m2，為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，以下說法正確的選項(xiàng)是A.m1=m2B.m1＞m2C.降低碰撞實(shí)驗(yàn)器材的高度D.入射小球釋放點(diǎn)要適當(dāng)高一些8.在驗(yàn)證“碰撞中的動(dòng)量守恒〞實(shí)驗(yàn)中，需要用的測量儀器(或工具)有A.秒表 B.天平C.刻度尺 D.游標(biāo)卡尺二、填空題〔每題6分，共24分〕9.用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中：〔1〕從以下器材中選出實(shí)驗(yàn)所必須的，其編號為_______.A.條點(diǎn)計(jì)時(shí)器〔包括紙帶〕；B.重錘；C.天平；D.毫米刻度尺；E.秒表；F.運(yùn)動(dòng)小車〔2〕打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的安裝放置要求為_______；開始打點(diǎn)計(jì)時(shí)的時(shí)候，應(yīng)先_______，然后_______.〔3〕計(jì)算時(shí)對所選用的紙帶要求是_______.〔4〕實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因主要是_________，使重錘獲得的動(dòng)能往往_________.為了減小誤差，懸掛在紙帶下的重錘應(yīng)選擇_______.〔5〕如果以v2/2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的v2/2—h圖線是_______，該線的斜率等于_______.10.如圖1—19—2所示裝置驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒，A、B兩球直徑相同，質(zhì)量分別為m1、m2.圖1—19—2〔1〕實(shí)驗(yàn)中所必須用的測量工具是_______、_______.〔2〕某次實(shí)驗(yàn)得出小球的落點(diǎn)情況如圖1—19—3所示，假設(shè)碰撞中動(dòng)量守恒，那么兩小球質(zhì)量之比m1∶m2=_______.圖1—19—311.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，查得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.80m/s2，測出所用重物的質(zhì)量m=1.00kg，實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，把第一個(gè)點(diǎn)記作O，另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測量點(diǎn)，經(jīng)測量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，重力勢能的減少量為______J，動(dòng)能的增加量為_______J(取3位有效數(shù)字)12.處理電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打出點(diǎn)的紙帶時(shí)，常常采用計(jì)數(shù)點(diǎn)的方法，但在利用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，可以直接利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打出的紙帶上的實(shí)際點(diǎn)跡而不必采用選取計(jì)數(shù)點(diǎn)的方法.這其中的原因是_____________________________三、計(jì)算題〔共36分〕13.〔12分〕做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律〞的實(shí)驗(yàn)時(shí)，稱得小球的質(zhì)量m1=0.1kg，m2=0.05kg，應(yīng)選哪個(gè)為入射球?(說明理由).兩小球相碰時(shí)，在地面上的投影分別為O、O′，碰撞前后兩球?qū)掖温潼c(diǎn)的平均位置為M、P、N，但N點(diǎn)的位置模糊不清，如圖1—19—4所示.請你根據(jù)動(dòng)量守恒，判定N點(diǎn)的位置應(yīng)位于什么刻度線上.圖1—19—414.(12分〕在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律〞的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為1kg的重錘自由下落，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄運(yùn)動(dòng)過程，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源為6V、50Hz的交流電源，如圖1—19—5所示.紙帶上O點(diǎn)為重錘自由下落時(shí)紙帶打點(diǎn)起點(diǎn)，選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D依次間隔一個(gè)點(diǎn)(圖中未畫出)，各計(jì)數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)距離如下圖，單位為mm，重力加速度為9.80m/s2，那么(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄B點(diǎn)時(shí)，重錘速度vB=?重錘動(dòng)能EkB=?(2)從開始下落算起，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄B點(diǎn)時(shí)重錘的重力勢能減少多少?(3)以B點(diǎn)為例，說明你怎樣判斷重錘下落過程中機(jī)械能是否守恒?圖1—19—515.〔12分〕在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒〞的實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)不知道打點(diǎn)周期，只知道打點(diǎn)周期恒定，你能否利用打出的點(diǎn)跡清晰的任一紙帶進(jìn)行驗(yàn)證？如何驗(yàn)證？參考答案一、1.BCD2.BD3.D4.A5.D6.C7.BD8.BCD10.(1)天平；刻度尺〔2〕4∶111.7.62;7.5612.這是因?yàn)橹劐N做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度較大，各點(diǎn)之間的距離較易測量，故不必采用計(jì)數(shù)點(diǎn)的方法.三、13.該實(shí)驗(yàn)中，要求入射球質(zhì)量大于被碰球質(zhì)量，所以應(yīng)選m1為入射球.由動(dòng)量守恒知：m1,即0.1×30.00=0.1×14000+0.05×(xN-3.00)得xN=35.00.故N點(diǎn)位置應(yīng)在35.00刻度線上.14.〔1〕vB=1.18m/s;EkB=6.96×10-1J.(2)ΔEp=6.92×10-1J(3)上述所得ΔEk與ΔEp在誤差允許范圍內(nèi)二者相等，驗(yàn)證了物體在只受重力作用時(shí)，重力勢能的減少量等于動(dòng)能的增加量，即機(jī)械能守恒.15.由