2024-2025學(xué)年新教材高中物理第八章機械能守恒定律第五節(jié)實驗：驗證機械能守恒定律作業(yè)含解析新人教版必修2

PAGE1-第五節(jié)試驗：驗證機械能守恒定律1．在“驗證機械能守恒定律”試驗中，紙帶將被釋放瞬間的四種狀況如照片所示，其中最合適的是(D)解析：紙帶釋放前應(yīng)豎直，且重物靠近打點計時器，故D正確。2．在“驗證機械能守恒定律”的試驗中，下面列出一些試驗步驟：A．用天平稱出重物和夾子的重量B．把重物系在夾子上C．將紙帶穿過計時器，上端用手提著，下端夾上系住重物的夾子，再把紙帶向上拉，讓夾子靠近打點計時器靜止D．把打點計時器接在學(xué)生電源的溝通輸出端，把輸出電壓調(diào)至6V(電源不接通)E．把打點計時器固定在桌邊的鐵架臺上，使兩個限位孔在同一豎直線上F．在紙帶上選取幾個點，進行測量和記錄數(shù)據(jù)G．用秒表測出重物下落時間H．接通電源，待計時器響聲穩(wěn)定后釋放紙帶I．切斷電源J．更換紙帶，重新進行兩次K．在三條紙帶中選出較好的一條L．進行計算，得出結(jié)論，完成報告M．拆下導(dǎo)線，整理器材以上步驟中，不必要的有__A、G__，正確步驟的合理依次是__EDBCHIJMKFL__(填寫字母)。解析：只為了驗證機械能守恒，沒必要稱量重物的質(zhì)量。打點計時器本身就是計時儀器，不再須要秒表。3．(2024·河南林州一中高一下學(xué)期月考)“驗證機械能守恒定律”的試驗可以采納如圖所示的甲或乙方案來進行。(1)比較這兩種方案，__甲__(選填“甲”或“乙”)方案好些。(2)下圖是某種方案得到的一條紙帶，測得每兩個計數(shù)點間距離如圖所示，已知每兩個計數(shù)點之間的時間間隔T＝0.1s，物體運動的加速度a＝__4.83__m/s2；該紙帶是采納__乙__(選項“甲”或“乙”)試驗方案得到的。(3)下圖是采納甲方案時得到的一條紙帶，在計算圖中N點速度時，幾位同學(xué)分別用下列不同的方法進行，其中正確的是(BC)A．vN＝gnT B．vN＝eq\f(xn＋xn＋1,2T)C．vN＝eq\f(dn＋1－dn－1,2T) D．vN＝g(n－1)T解析：(1)比較甲、乙兩種方案，乙方案中產(chǎn)生的阻力對試驗的影響大于甲方案，因此應(yīng)選的方案是甲。(2)由題意得：a＝eq\f(x3＋x4－x1＋x2,2T2)＝4.83m/s2，所以該紙帶是采納乙試驗方案得到的。(3)計算N點速度應(yīng)通過試驗得到的紙帶，經(jīng)測量計算得出，所以應(yīng)選B、C。4．某同學(xué)用如圖1所示的裝置驗證機械能守恒定律。一根細線系住鋼球，懸掛在鐵架臺上，鋼球靜止于A點，光電門固定在A的正下方。在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條。將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經(jīng)過光電門的擋光時間t可由計時器測出，取v＝eq\f(d,t)作為鋼球經(jīng)過A點時的速度。記錄鋼球每次下落的高度h和計時器示數(shù)t，計算并比較鋼球在釋放點和A點之間的勢能改變大小ΔEp與動能改變大小ΔEk，就能驗證機械能是否守恒。(1)用ΔEp＝mgh計算鋼球重力勢能改變的大小，式中鋼球下落高度h應(yīng)測量釋放時的鋼球球心到__B__之間的豎直距離。A．鋼球在A點時的頂端B．鋼球在A點時的球心C．鋼球在A點時的底端(2)用ΔEk＝eq\f(1,2)mv2計算鋼球動能改變的大小，用刻度尺測量遮光條寬度，示數(shù)如圖2所示，其讀數(shù)為__1.50(1.49～1.51都算對)__cm。某次測量中，計時器的示數(shù)為0.0100s，則鋼球的速度為v＝__1.50(1.49～1.51都算對)__m/s。(3)下表為該同學(xué)的試驗結(jié)果：ΔEp(×10－2J)4.8929.78614.6919.5929.38ΔEk(×10－2J)5.0410.115.120.029.8他發(fā)覺表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異，認為這是由于空氣阻力造成的。你是否同意他的觀點？請說明理由。(4)請你提出一條減小上述差異的改進建議。答案：(3)不同意，因為空氣阻力會造成ΔEk小于ΔEp，但表中ΔEk大于ΔEp。(4)分別測出光電門和球心到懸點的長度L和l，計算ΔEk時，將v折算成鋼球的速度v′＝eq\f(l,L)v。解析：(1)要測量鋼球下落的高度，應(yīng)測量起先釋放時鋼球的球心到鋼球在A點時球心的豎直距離，選B。(2)依據(jù)題圖可知，遮光條的寬度為d＝1.50cm，若計時器的示數(shù)為0.0100s，則鋼球的速度v＝eq\f(d,t)＝eq\f(1.50×10－2,0.0100)m/s＝1.50m/s。(3)由于空氣阻力的存在，鋼球下落過程中克服空氣阻力做功，因此動能的增加量會小于重力勢能的削減量，而題中表格數(shù)值表明動能的增加量大于重力勢能的削減量，明顯誤