人教版高一第七章机械能守恒定律课时9实验验证机械能守恒定律天天练.docx

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人教版高一第七章机械能守恒定律课时9实验验证机械能守恒定律天天练

人教版高一第七章机械能守恒定律课时9实验：

验证机械能守恒定律天天练

学校:

___________姓名：

___________班级：

___________考号：

___________

一、单选题

1．在“验证机械能守恒定律”的实验中，关于重锤的选择，下列说法正确的是（　　）

A．选择的重铺的体积越小越好

B．应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些

C．应选用体积和质量都较小的重锤

D．选择的重锤体积应小一些，质量尽量地大一些

2．某同学做“验证机械能守恒定律”的实验时，从打出的一条纸带中选取了清晰的点进行研究，根据所学的知识计算出打2、3两计数点时纸带的瞬时速度，并用、表示，用刻度尺测量出2、3两计数点之间的距离，用表示。

验证机械能守恒定律的关系式应为（　　）

A．

B．

C．

D．

3．用图示装置验证机械能守恒定律，由于安装不到位，电火花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的阻力，这样实验造成的结果是（）

A．重力势能的减小量明显大于动能的增加量

B．重力势能的减小量明显小于动能的增加量

C．重力势能的减小量等于动能的增加量

D．以上几种情况都有可能

4．做“验证机械能守恒定律”的实验时，一同学分析得出的实验结果是重锤重力势能的减少量小于动能的增加量。

下列对造成该实验结果的原因分析正确的是（　　）

A．空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力

B．选用重锤的质量过大

C．交流电源的频率大于50Hz

D．交流电源的频率小于50Hz

5．在“验证机械能守恒定律”的实验中，通过打点计时器得到的纸带如图所示，在纸带上选取了0~6的计数点，并用刻度尺依次测量出了相邻两点之间的距离。

则下列选项正确的是（　　）

A．纸带中第一个计数点的速度必须为零

B．可将计数点1~5的瞬时速度利用平均速度直接求出

C．由于0、6两计数点为纸带的端点，因此不能计算出这两点的速度

D．由题中的数据计算出的加速度应为当地的重力加速度

二、实验题

6．某实验小组的同学做“验证机械能守恒定律”的实验时，进行了如下的操作：

A取下纸带，挑选点迹清晰的纸带，记下起始点，在距离点较远处选择连续几个计数点（或计时点）

B．用天平称出重物和夹子的质量

C．计算出和，看两者是否相等

D．固定好打点计时器，将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提住，让重物尽量靠近打点计时器

E．先接通电源，后松开纸带，开始打点，并如此重复多次，以得到几条打点纸带

F．测出各点到点的距离，即得到重物下落的高度，并计算出各点的速度值

在以上的操作中不必要的是_____________；然后将必要的操作进行正确排序：

____________。

7．在用落体法验证机械能守恒定律的实验中（重力加速度取）：

（1）运用公式对实验条件的要求是______，打点时间间隔为0.02s，为此，所选择的纸带第1、2两点间的距离应接近_______。

（2）若实验中所用重锤的质量，打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02s，则记录点时，重锤速度_____，重锤动能______，从开始下落起至点重锤的重力势能减少量是___，由此可得出的结论是______。

8．晓宇利用“自由落体”的方法验证了机械能守恒定律，他进行了多次操作打出了四条不同的纸带，经过测量可知纸带A、纸带B、纸带C、纸带D前两点之间的距离分别为0.185cm、0.192cm、0.265cm、0.195cm。

已知低压交流电源的频率为50Hz、重锤的质量为1.00kg、重力加速度取。

回答下列问题：

（1）上述的四条纸带中有一条在操作过程中存在明显的问题，该纸带为__________________；

（2）按照测量的要求从其中选出一条合适的纸带，并选取点迹清晰的计时点，用刻度尺测出的实验数据如图所示，分析知纸带的__________________（选填“左”或“右”）端与重锤相连；

（3）由图中的实验数据求解打计时点2时，重锤下落的速度为__________________；

（4）重锤由计时点0下降到计时点2的过程中，重锤的重力势能的减少量为_________，重锤的动能的增加量为_____________，由计算分析可知___________（选填“＞”“=”或“＜”），原因为____________________________________；

（5）请根据以上写出实验结论：

____________________________________。

9．某学校的物理兴趣实验小组在探究机械能守恒定律时，进行了如下的操作：

A．按照图中所示的装置，组装实验器材

B．将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提住，让重物尽量靠近打点计时器

C．先接通电源，后松开纸带，开始打点。

并如此重复多次，以得到几条打点纸带

D．从打下的纸带中挑选一条点迹清晰的纸带，记下起始点，在距离点较远处连续选择几个计数点（或计时点）

E．测出各点到点的距离，即得到重物下落的高度，并计算出各点的速度值

F．计算出和进行比较，得出实验结论（已知低压交流电源的频率为50Hz，重力加速度为）

根据以上操作回答下列问题：

（1）图乙中的点为第一个点迹清晰的计时点，且以后每隔一个计时点选取一个计数点，图中的数据分別为、、、到点的距离，如果选取点进行分析，则重物的重力势能减少了___J，动能增加了_________J。

（重物的质量用表示）

（2）重物动能的增加量_________（“略大于”或“略小于”）重力势能的减少量，出现该现象的原因是__________________。

（3）由以上的数据得出的结论为__________________。

10．在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m＝1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点．已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为g＝9.80m/s2，那么：

（1）根据图所得的数据，应取图中O点到_____点来验证机械能守恒定律；

（2）从O点到

（1）问中所取的点，重物重力势能的减少量△Ep＝_____J，动能增加量△Ek＝_____J（结果取三位有效数字）；

（3）若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以v2为纵轴，以h为横轴画出的图象是如图中的_____．

A．B.C.D.

11．某同学做“验证机械能守恒定律”实验时，不慎将一条挑选出的纸带一部分损坏，损坏的是前端部分。

剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出标在图中，单位是cm。

已知打点计时器工作频率为50Hz，重物质量为，重力加速度取。

（1）在打计时点2时重物的速度________，在打计时点5时重物的速度________，从打计时点2到打计时点5的过程中重物的动能增加量________，重力势能减少量________。

（2）比较得________（选填“大于”“等于”或“小于”），原因是________________。

由以上可得出实验结论：

________________________________。

（3）根据实验判断下列阁像正确的是________（其中表示重物动能的变化，表示重物下落的高度）。

12．利用如图中所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验，按正确的实验操作得到几条打上点迹的纸带。

打点计时器的打点周期。

通常要求从其中挑选头两个计时点（0、1两计时点）间的距离接近2mm的纸带进行测量。

但一位同学未按此要求，选取了一条操作正确、点迹清楚但头两个计时点（0与1计时点）间的距离明显小于2mm的纸带进行标点（标出0、1、2、3、…、各实际点迹）、测最（测出各点与0点的高度差、、、…、），如图乙所示，那么能否用它正确计算比较点位置处的动能与重力势能的对应关系，即能否验证？

______________，理由是______________。

列出点处瞬时速度的计算式（应用从纸带上读取的数据）______________。

13．用如图甲所示的实验装置验证质量为的物块A、质量为的物块B组成的系统的机械能守恒，B从高处由静止开始下落，A上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。

如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：

0是打下的第一个点，每相邻两计数点之间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。

已知，，打点计时器的频率为50Hz。

（结果均保留2位有效数字）

（1）在纸带上打下计数点5时物块的速度_________m/s。

（2）在打下计数点0到计数点5的过程中系统动能的增量______J，系统势能减少量______J。

（当地重力加速度约为）

（3）若某同学作出图像如图丙所示，则当地的重力加速度_____。

参考答案

1．D

【详解】

选择重锤时既要考虑减小空气阻力，又要考虑实验的方便、可操作，即实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少阻力的影响，故选D。

2．B

【详解】

2→3的过程

所以需验证的表达式为

即

故选B。

3．A

【详解】

由于重物下落时要克服阻力做功，重物减少的重力势能转化为重物的动能和系统的内能，故重力势能的减小量大于动能的增加量，A正确．

4．D

【详解】

A．在重锤下落过程中，重锤需克服空气的阻力及打点计时器对纸带的阻力做功，重锤减少的重力势能在克服阻力做功的过程中消耗掉一部分，因此重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，故A错误；

B．“验证机械能守恒定律”的实验结论与重锤的质量无关，故B错误；

CD．若交流电的频率，由于速度值仍按频率为50Hz计算，频率的计算值比实际值偏大，周期值偏小，算得的速度值偏大，动能值也就偏大，则可能出现的结果，故C错误，D正确。

故选D。

5．B

【详解】

A．在“验证机械能守恒定律”的实验中，计数点可以任意选择，没必要必须从速度为零的起点开始，故A错误；

B．计算瞬时速度是利用平均速度等于中间时刻的瞬间速度求出的，故B正确；

C．根据运动学公式可知

即可求出0点速度，同理可得到6点的速度，故C错误；

D．由题中的数据计算出的加速度已包含了空气阻力的影响，故D错误。

故选B。

6．BDEAFC

【详解】

[1]验证机械能守恒，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两端都有质量，可以约去，不需要测量重物和夹子的质量，故步骤B是不必要的；

[2]根据实验原理以及操作分析可知，正确的操作顺序为DEAFC；

7．打第1个点时重锤的初速度为零2mm0.59m/s0.17J0.17J机械能守恒

【详解】

（1）[1]根据题目中验证

是否相等，不是验证动能的变化量，故要求打第一个点时，重物的初速度为0

[2]重锤自由下落时，在0.02s内的位移大小应为

（2）[3]由匀变速直线运动的规律，中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，即

[4]此时重锤的动能为

[5]重锤的重力势能减少量为

[6]由于

△EK=△EP

故机械能守恒

8．纸带C左0.98m/s0.49J0.48J＞实验中存在摩擦力和空气阻力，重锤克服阻力做功损失机械能在实验误差允许范围内机械能守恒

【详解】

（1）[1]如果自由下落时，在0.02s内的位移大小应为

因为

则纸带C肯定有操作错误，说明他操作时先释放了纸带，后接通了电源，致使打点计时器打第一个计时点时，重锤的速度并不为零；

（2）[2]因重锤做自由落体运动，开始记录时计时点间距小，所以纸带的左端与重锤相连；

（