《4.2 研究機(jī)械能守恒定律(二) ——實(shí)驗(yàn)探究：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 每課一練（滬科版必修2）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《4.2 研究機(jī)械能守恒定律(二) ——實(shí)驗(yàn)探究：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 每課一練（滬科版必修2）（4頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

訓(xùn)練2　研究機(jī)械能守恒定律(二) ——實(shí)驗(yàn)探究：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 1．用自由落下的重物和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，下列物理量中需要測(cè)量的有 (　　) A．重物的質(zhì)量 B．重力加速度 C．重物下落的高度 D．與重物下落高度對(duì)應(yīng)的重物的瞬時(shí)速度 2．在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于自由下落的重物，下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．只要足夠重就可以 B．只要體積足夠小就可以 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，使紙帶隨同重物運(yùn)動(dòng)時(shí)不致被扭曲 3．用自由落下的重物和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，就是看mv是否等于mghn(n為計(jì)數(shù)點(diǎn)的編號(hào)0、1、2…n)．下列說(shuō)法中正確的是 (　　) A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打第一個(gè)點(diǎn)0時(shí)，重物的速度為零 B．hn是計(jì)數(shù)點(diǎn)n到起始點(diǎn)0的距離 C．必須測(cè)量重物的質(zhì)量 D．用vn＝gtn計(jì)算vn時(shí)，tn＝(n－1)T(T為打點(diǎn)周期) 4．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)器所用電源頻率為50 Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.80 m/s2，測(cè)得所用重物的質(zhì)量為1.00 kg.甲、乙、丙三位同學(xué)分別用同一裝置打出三條紙帶，量出各紙帶上第1、2兩點(diǎn)間的距離分別為0.18 cm、0.19 cm和0.25 cm.可見其中肯定有一位同學(xué)在操作上有錯(cuò)誤，錯(cuò)誤操作是______________．若按實(shí)驗(yàn)要求正確地選出紙帶進(jìn)行測(cè)量，測(cè)得連續(xù)三點(diǎn)A、B、C到第一個(gè)點(diǎn)的距離如圖1所示(相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02 s)．那么： 圖1 (1)紙帶的________(選填“左”或“右”)端與重物相連； (2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，重物的速度vB＝________； (3)從起始點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中重力勢(shì)能減少量是ΔEp＝________，此過(guò)程中重物動(dòng)能的增加量ΔEk＝________； (4)通過(guò)計(jì)算，數(shù)值上ΔEp________ΔEk(選填“>”“＝”或“<”)，這是因?yàn)? ________________________________________________________________________； (5)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是__________________________________________________________. 5. 現(xiàn)要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上的B點(diǎn)有一光電門，可以測(cè)量遮光片經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的擋光時(shí)間t.用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌底端C點(diǎn)的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A、B兩點(diǎn)間的距離，將遮光片通過(guò)光電門的平均速度看作滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度．用g表示重力加速度．完成下列填空和作圖： 圖2 (1)若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放，則在滑塊從A運(yùn)動(dòng)至B的過(guò)程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量可表示為________________，動(dòng)能的增加量可表示為__________．若在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，與s的關(guān)系式為＝____________. (2)多次改變光電門的位置，每次均讓滑塊自同一點(diǎn)(A點(diǎn))下滑，測(cè)量相應(yīng)的s與t值．結(jié)果如下表所示： 1 2 3 4 5 s/m 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400 t/ms 8.22 7.17 6.44 5.85 5.43 1/t2/(×104 s－2) 1.48 1.95 2.41 2.92 3.39 以s為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在對(duì)應(yīng)圖3位置的坐標(biāo)紙中描出第1個(gè)和第5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)；根據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線，求得該直線的斜率k＝__________×104 m－1·s－2(保留3位有效數(shù)字)． 圖3 由測(cè)得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計(jì)算出－s直線的斜率k0，將k和k0進(jìn)行比較，若其差值在實(shí)際允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律． 6．某同學(xué)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”時(shí)按如圖4所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖5所示．圖中O點(diǎn)為打點(diǎn)起始點(diǎn)，且速度為零． 圖4 圖5 (1)選取紙帶上打出的連續(xù)點(diǎn)A、B、C、……，測(cè)出其中E、F、G點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離分別為h1、h2、h3，已知重錘質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T.為驗(yàn)證此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中機(jī)械能是否守恒，需要計(jì)算出從打下O點(diǎn)到打下F點(diǎn)的過(guò)程中，重錘重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝________，動(dòng)能的增加量ΔEk＝________(用題中所給字母表示)． (2)以各點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離h為橫坐標(biāo)，以各點(diǎn)速度的平方v2為縱坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪出v2－h(huán)圖線，如圖6所示，該圖像說(shuō)明了________________________________． 圖6 (3)從v2－h(huán)圖線求得重錘下落的加速度g＝______m/s2.(保留三位有效數(shù)字) 答案 1．CD　2.D 3．AB　 4．丙同學(xué)先放開紙帶后接通電源　(1)左 (2)0.98 m/s　(3)0.49 J　0.48 J　(4)>　在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，誤差的一部分來(lái)自于空氣阻力及紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔之間的摩擦，故重力勢(shì)能的減少量應(yīng)等于動(dòng)能的增加量和克服阻力做功之和，所以此題在計(jì)算結(jié)果上肯定是重力勢(shì)能減少得多，動(dòng)能增加得少 (5)在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒 5．(1)gs　(M＋m)　s　(2)圖像見解析　2.39 6．見解析 解析　(1)重錘重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝mgh2，動(dòng)能的增加量ΔEk＝. (2)當(dāng)物體自由下落時(shí)，只有重力做功，物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能互相轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒． (3)由mgh＝mv2可知題圖的斜率表示重力加速度g的2倍，為求直線的斜率，可在直線上取兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的點(diǎn)，如(25.5×10－2,5.0)、(46.5×10－2,9.0)，則g＝＝×＝9.52 m/s2.