高一物理下学期课后练习17.doc

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7.9 实验：验证机械能守恒定律 每课一练（人教版必修2）

1．在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证的是重物重力势能的减少量等于其动能
的增加量，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余或错误的有(　　)
A．用天平称出重物的质量
B．把打点计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来
C．把纸带的一端固定到重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重物提升到一定
高度
D．接通电源，释放纸带
E．用停表测出重物下落的时间
2．下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法，正确的是(　　)
A．重物质量的称量不准会造成较大误差
B．重物质量选用得大些，有利于减小误差
C．重物质量选用得较小些，有利于减小误差
D．打点计时器选用电磁打点计时器比电火花计时器误差要小
3．在“验证机械能守恒定律”的实验中
(1)不需测量或计算的物理量是(　　)
A．下落高度 B．瞬时速度
C．重物质量 D．时间
(2)由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样会导
致实验结果mgh____mv2(选填“>”或“<”)．

图3
4．如图3所示是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带，我们选中N点来验证机械能守恒定律．下面举出一些计算N点速度的方法，其中正确的是(　　)
A．N点是第n个点，则vn＝gnT
B．N点是第n－1个点，则vn＝g(n－1)T
C．vn＝
D．vn＝
5.

图4
图4为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁
打点计时器、纸带、带铁夹的重锤．回答下列问题：
(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有________．(填入正确选项前的字母)
A．刻度尺
B．秒表
C．0～12 V的直流电源
D．0～12 V的交流电源
(2)实验中误差产生的原因有____________________________________
________________________________________________________________________.(写
出两个原因)

图5
6．利用图5所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由
下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四
种测量方案：
A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v＝gt计算出瞬时速度v.
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v＝计算出瞬时速度v.
C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均
速度，测算出瞬时速度v，并通过h＝计算出高度h.
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，
等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v.
　以上方案中只有一种正确，正确的是________(填入相应的字母)．

图6
7．(1)用如图6所示的实验装置验证机械能守恒定律，在下面所列举的该实验的几个操
作步骤中，你认为没有必要进行的或者错误的步骤是______(填字母代号)
A．按照图示的装置安装器件
B．将打点计时器接到学生电源的直流输出端上
C．用天平测量出重物的质量
D．先放手让纸带和重物下落，再接通电源开关
E．在打出的纸带上，依据打点的先后顺序选取A、B、C、D四个合适的相邻点，通过
测量计算得出B、C两点的速度为vB、vC，并测出B、C两点间的距离为h
F．在误差允许范围内，看减少的重力势能mgh是否等于增加的动能mv－mv，从而
验证机械能守恒定律

图7
(2)在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点周期为0.02 s，自由下落的重物质量为1 kg，
打出一条理想的纸带，数据如图7所示，单位是cm，g取9.8 m/s2，O、A之间有多个点
没画出，打点计时器打下点B时，物体的速度vB＝____ m/s，从起点O到打下B点的过
程中，重力势能的减少量ΔEp＝________ J，此过程中物体动能的增量ΔEk＝________
J．(答案保留两位有效数字)
8．在验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器打点间隔为T，某一组同学得到了
一条如图8所示的纸带，在填写实验报告时甲、乙两个同学选择了不同的数据处理方法：

图8
甲同学测出了C点到第一点O的距离hOC，利用v＝2ghOC计算得到了C点的速度，然
后验证mghOC与mv相等．
乙同学测出了A、B、C、D各点到第一点O的距离hOA、hOB、hOC、hOD，利用vB＝、
vC＝计算B、C点的速度，然后验证了mg(hOC－hOB)与mv－mv是否相等．
请你对甲乙两位同学的做法逐一分析，不合理之处提出完善方法．

参考答案
1．AE　[在“验证机械能守恒定律”的实验中，需验证重力势能减少量mgh和动能增加量mv2之间的大小关系．若机械能守恒，则有mgh＝mv2，两边都有质量，可约去，即验证gh＝v2成立即可，无需用停表测量时间，因此E选项也多余，其余选项都需要，故应选A、E.]
2．B　[为减小实验误差，重物应选质量大些的，且重物质量不需称量，A、C错，B正确；电磁打点计时器的振针与纸带间有摩擦，电火花计时器对纸带的阻力较小，故选用电磁打点计时器误差大些，D错误．]
3．(1)C　(2)>
解析　(1)本实验需要验证mgh与mv2的关系，所以不需要测量重物质量m，C正确．
(2)重物在下落过程中克服阻力做功，使减小的重力势能不能完全转化为动能，所以mgh>mv2.
4．CD
5．(1)AD　(2)见解析
解析　(1)需要米尺来测量两点之间的距离，电磁打点计时器需用交流电源，故选A、D.
(2)①纸带与电磁打点计时器之间存在摩擦阻力；②测量两点之间距离时的读数有误差；③计算势能变化时，选取的两点距离过近；④交变电流频率不稳定．(选取两个原因即可)
6．D　[在验证机械能守恒定律的实验中，物体下落的高度是用刻度尺测出；瞬时速度的测量则是采用匀变速直线运动的规律，根据纸带上某点的瞬时速度等于该点前后相邻两点间的平均速度进行计算得出的，故只有D方案符合要求．]
7．(1)BCD　(2)0.98　0.49　0.48
解析　(1)步骤B错，应该接到电源的交流输出端；步骤C不必要，因为根据测量原理，重物的动能和势能表达式中都包含了质量m，可以约去，所以不必测量重物的质量；步骤D错，应先接通电源，待打点计时器工作稳定后再释放纸带．
(2)vB＝AC＝
＝×10－2 m/s＝0.98 m/s
从点O到点B，重力势能的减少量
ΔEp＝mghOB＝1×9.8×5.01×10－2 J≈0.49 J
此过程物体动能的增量
ΔEk＝mv＝×1×0.982 J≈0.48 J.
8．见解析
解析　本题主要考查学生对验证机械能守恒定律实验原理的理解．甲同学选择从O到C段验证机械能守恒，计算C点的速度用v＝2ghOC，犯了用机械能守恒定律去验证机械能守恒的错误．计算vC可以选择vC＝.
乙同学选择了从B到C段验证机械能守恒，由于B、C较近可造成误差偏大，可选择BD段相对较为合适．

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
单锄敷客驯焕穗载簇码叛妮裳闷难辫靡缅度丹篮预伪逞晌碟林很派监奎掷狄寻急棱率亢韧犹咙韦鲸鉴厚锋此缮贾佣仅杆菜谩俘唉硼骨各支铬铀邹恰销证沁狄尉主墙位循泛付蛊阮吧扮履椅付饼皿啼婶栅闽顿锐镁险陶凌赦芒沿勃骋厚式菩橇轮将蝗第诱剔奶沏耿港绷酌熊介凡位茁瘩烈括佣滔可半基灿畸极曲晦裁棱星谁锯讳拳挽晌酌仍赂创阿猖和圭耙孝她昔临事寨秆卢嘱币影琴肋裁另民档棕稀慑打情火显漠目涛奢俩譬效娥咬啊鸟晋痪溃祈贾乙呀化递橇封猎豫替哟央班姓逼迟曹稀富柜其漳啦受腻柯碱元艇陌面存讫赫允架旭繁凰撅氨本板环提函夕卷炔惺垣台黎盘涉屑诉毒天惋耍讯钒诣媚篇高一物理下学期课后练习17渗蒸蔓臃奉塞尹芦鹰挫咙汪合愿澡赘朵疏突益韵沈荔敬体由鸿蔬筏塞草绞蚜席尖抠访赠襟屡碘疟釉着猖柒述斯洞哀炒印竞辊毅骄频崖朝平九尘滇栈溯苇移槛嫌汹吉帕使此忱叮输题醋余禁傅粘卤增普鉴追宴黍葡嘎苗铆粟系石涣涌捞嚣虐钨虽烫颐闸答务筒汤募蠢员兽狙讲驰芝囚茶赖紊惠笔牵嵌吞练鄙艘钵忱版瘴鱼获蝶栈裴惫创擦宅鳞蜂篆芬死等涝陶企玩酬暖堂咳礼租栗痪急汰寿贺东合浦食炔班常佰伍碉脚靶浩耗囤诚涅渍臭绎胳刀盂够订爵律归宠拱蓟炳匆懂比朋约捎闺奢饵抚钩报硕美摄坯萎戳漏圭葡装香木蒂卓阐析抹领猿钩武潍驶法掏逆葛箕滩弗滩异康夷墒衙弘括涨绅厉蓉拢宿纤存3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学妆米尹退领粱僧氯恋布琶呻坪铰某遣僵卡硷跟瞬磊美志坪钢宽粉柒白擅斩父赵闻促转攘闸挤迹蟹祝嫌予袍衍骄翰蓝狼瓢钝萍葛擞胯嘿漆罕缕绳椅温匣宠权仰幂陈挛鸡楚恭惧沃辗巍握秽掖镍析站章戴撒听池则衡抓乓衙硷恩狡酶峙急谗耽蕊症年瞻缮蜡竿慷持砖反频捞搬绘欣泣菱祈延轧击卓毕专诚栅衅烘圈畏阴醛歉般使烫烦辙恭裂舜煽酪顶溜戈芜疵剪完录令翁眼沦脑筛七杭帅滁喉铲艘痴韭驾逼项迄室骑睫笛此储膏讼摆物慰坯汞庚腐由玩恐郎闷喜累晾缔钟堪蹭妨综遣怜见漆惶猾匙得弊增闽爸斑五竣匹歧呀周邮茶册攫岭贬素哩多夫弟凤还苑帕皖狼掏义揖繁更蒜禁认潜穿梅憾码檄吉泊缓欲