2019-2020年高中物理 機(jī)械能守恒定律 第九節(jié) 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課時(shí)作業(yè) 新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中物理 機(jī)械能守恒定律 第九節(jié) 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課時(shí)作業(yè) 新人教版必修1一、選擇題1用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，下面哪些測量工具是必需的()A天平B彈簧測力計(jì)C刻度尺 D秒表解析驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，需用刻度尺測量計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，不需用天平測出重物的質(zhì)量，也不需用秒表和彈簧測力計(jì)，故正確答案為C.答案C2在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，對于自由下落的重物，下述選擇的條件哪種更為有利()A只要足夠重就可以B只要體積夠小就可以C既要足夠重，又要體積非常小D應(yīng)該密度大些，還應(yīng)便于夾緊紙帶，使紙帶在運(yùn)動(dòng)時(shí)不致扭曲解析利用重物下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)，必須讓空氣阻力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響越小越好，所以重物的密度越大，阻力相對重力越小，越有利于減小實(shí)驗(yàn)誤差，同時(shí)還應(yīng)便于實(shí)驗(yàn)操作，故正確選項(xiàng)為C、D.答案CD3某位同學(xué)做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，下列操作步驟中正確的是()A把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺上，并用導(dǎo)線連接到低壓交流電源上B將連有重錘的紙帶穿過限位孔，將紙帶和重錘提升到一定高度C先釋放紙帶，再接通電源D更換紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)記錄處理數(shù)據(jù)解析在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶，以保證打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)紙帶的初速度為零，故只有C錯(cuò)誤，A、B、D均正確答案ABD4在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)重錘減少的重力勢能總是大于重錘增加的動(dòng)能，造成這種現(xiàn)象的原因是()A選用重錘的質(zhì)量過大B選用重錘的質(zhì)量過小C空氣對重錘的阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對紙帶的阻力D實(shí)驗(yàn)時(shí)操作不仔細(xì)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測量不準(zhǔn)確解析在重錘下落過程中，重錘需克服空氣的阻力及打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對紙帶的阻力做功，重錘減少的重力勢能在克服阻力做功的過程中消耗掉一部分，因此重錘減少的重力勢能總是大于重錘增加的動(dòng)能，故只有C是正確的答案C5如下圖所示，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，我們選中N點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，下面舉出一些計(jì)算打N點(diǎn)時(shí)紙帶下落速度的方法，其中正確的是(T是打點(diǎn)周期)()AN點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn)，則vngnTBN點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn)，則vng(n1)TCvnDvn解析在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使用測量值盡量接近真實(shí)值，只有C選項(xiàng)能達(dá)到此目的答案C6在利用重物自由下落驗(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重物下落的實(shí)際高度大于測量值B重物下落的實(shí)際高度小于測量值C重物實(shí)際末速度v大于gt(g為重力加速度，t為下落時(shí)間)D重物實(shí)際末速度v小于gt解析由于紙帶與重物同步運(yùn)動(dòng)，故所測紙帶上兩點(diǎn)間距離與重物下落高度相同，A、B均錯(cuò)；由于存在阻力作用，重物下落加速度ag，故實(shí)際末速度vatgt，C錯(cuò)，D對答案D二、非選擇題7在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，若以為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出h圖線應(yīng)是_；h圖線的斜率等于_的數(shù)值解析對做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，據(jù)機(jī)械能守恒定律得：mghmv2，所以v2gh，v2h.答案過原點(diǎn)的一條直線重力加速度8本實(shí)驗(yàn)中挑選紙帶的原則是：_；_；_.紙帶上第1、2兩點(diǎn)間的距離等于1.96 mm，則說明_；紙帶上第1、2兩點(diǎn)的間距小于1.96 mm則說明_答案點(diǎn)跡清晰點(diǎn)跡在一直線上第一、二兩點(diǎn)間距接近2 mm物體在打點(diǎn)時(shí)開始下落，物體在打點(diǎn)后開始下落9右圖為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平回答下列問題：(1)為完成此實(shí)驗(yàn)，除了所給的器材，還需要的器材有_(填入正確選項(xiàng)前的字母)A米尺B停表C012 V的直流電源D012 V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)解析(1)需要米尺來測量兩點(diǎn)之間的距離，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需用交流電源，故選A、D.(2)紙帶與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間存在摩擦阻力；測量兩點(diǎn)之間距離時(shí)的讀數(shù)有誤差；計(jì)算勢能變化時(shí)，選取的兩點(diǎn)距離過近；交變電流頻率不穩(wěn)定(選取兩個(gè)原因即可)答案(1)AD(2)見解析10驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)步驟安排如下：A把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺上，并用導(dǎo)線將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在低壓交流電源上B將連有重物的紙帶穿過限位孔，用手提著紙帶，讓手盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器C松開紙帶，接通電源D更換紙帶，重復(fù)幾次，選點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測量E用天平測量重物的質(zhì)量m在上述實(shí)驗(yàn)步驟中錯(cuò)誤的是_和_，可有可無的是_解析B步驟中應(yīng)讓重物盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，而不是手靠近；C步驟中應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶；E步驟可有可無，不稱量重物的質(zhì)量也可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律答案BCE11利用下圖甲所示的裝置做驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)，按正確的實(shí)驗(yàn)操作得到幾條打上點(diǎn)跡的紙帶通常要求從其中挑選頭兩點(diǎn)(即0、1兩點(diǎn))間距離接近2 mm的紙帶進(jìn)行測量但一位同學(xué)未按此要求，卻選取了一條操作正確、點(diǎn)跡清楚，但頭兩點(diǎn)(0與1點(diǎn))間的距離明顯小于2 mm的紙進(jìn)行標(biāo)點(diǎn)(標(biāo)出0、1、2、3各實(shí)際點(diǎn)跡)、測量(測出各點(diǎn)與0點(diǎn)的高度差h1、h2、h3)，見圖乙，那么能否用它正確計(jì)算比較點(diǎn)n位置處的動(dòng)能與重力勢能的對應(yīng)關(guān)系(n2,3,4，)，即能否驗(yàn)證mvmghn？_，理由是_，列出點(diǎn)n處瞬時(shí)速度的計(jì)算式(應(yīng)用從紙帶上讀取的數(shù)據(jù))vn_.解析本題的實(shí)驗(yàn)過程要求先接通電源，開啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在紙帶上記下初始位置然后將紙帶、重錘系統(tǒng)適時(shí)地由靜止釋放使之自由下落所謂“適時(shí)”，最理想的情況是在振針剛好打在紙帶上的一瞬間釋放，紙帶上的頭兩點(diǎn)的間隔就是自由落體在第一個(gè)0.02 s內(nèi)下落的位移，即h1gt9.8(0.02)2 m1.96 mm2 mm. 但這種情況的機(jī)會很少，通常是在振針兩次敲擊紙帶之間的某時(shí)刻松手釋放但只要是由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)性質(zhì)仍然是自由落體，只是紙帶上頭兩點(diǎn)之間的距離h1由于所經(jīng)歷的時(shí)間小于0.02 s而較2 mm要短些因此仍可以進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒的計(jì)算，即比較點(diǎn)n位置的動(dòng)能mv與重力勢能減少量mghn的等量關(guān)系同樣道理，因下落高度h和速度都不能用理論計(jì)算值，而只能用實(shí)際測量值，故不從第一點(diǎn)開始，如從第3點(diǎn)到第8點(diǎn)之間的紙帶也能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，只要計(jì)算出勢能減少量是否等于對應(yīng)的動(dòng)能增加量即可答案能因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)性質(zhì)仍為自由落體運(yùn)動(dòng)，只要將n1的位置除外即可12如下圖甲所示，將包有白紙的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在馬達(dá)上并隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，使之替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器當(dāng)燒斷掛圓柱棒的線后，圓柱棒豎直自由落下，毛筆就在圓柱棒白紙上畫出記號，如下圖乙所示，測得記號之間的距離依次為26、42、58、74、90、106 mm，已知馬達(dá)銘牌上有“1440 r/min”字樣，請說明如何由此驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律解析其方法如下：(1)由馬達(dá)銘牌“1440 r/min”算出毛筆畫的線距的時(shí)間間隔為T s0.04 s.(2)根據(jù)vn算出任意選取的畫相鄰兩條線時(shí)圓柱棒的瞬時(shí)速度，vC m/s1.25 m/s，vD m/s1.65 m/s.故Ekmvmvm(vv)m(1.6521.252) J0.58m J.而EpmgCDm1058103 J0.58m J，可見EkEp，這就驗(yàn)證了圓柱棒自由下落時(shí)，機(jī)械能是守恒的答案見解析