高中物理粵教版第四章機械能和能源 第四章第五節(jié)驗證機械能守恒定律

第四章機械能和能源第五節(jié)驗證機械能守恒定律1．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，下列說法或做法正確的是()A．必須用秒表測重物下落的時間B．選用質(zhì)量小的重物可減小實驗誤差C．實驗時必須先用天平測出重物的質(zhì)量D．實驗中不得用公式v＝eq\r(2gh)求下落高度h時的速度解析：實驗中通過打點計時器計算時間，不需要秒表，A錯誤．實驗供選擇的重物應該是相對質(zhì)量較大、體積較小的物體，這樣能減少摩擦阻力的影響，B錯誤．因為是比較mgh、eq\f(1,2)mv2的大小關系，故m可約去，不需要測出重物的質(zhì)量，C錯誤．若用公式v＝eq\r(2gh)求下落高度h時的速度，表明就已經(jīng)承認了機械能守恒，這與本實驗“驗證機械能守恒定律”的目的矛盾，D對．答案：D2．下列關于“驗證機械能守恒定律”實驗的實驗誤差的說法，正確的是()A．重物質(zhì)量的稱量不準會造成較大誤差B．重物質(zhì)量選用得大些，有利于減小誤差C．重物質(zhì)量選用得較小些，有利于減小誤差D．打點計時器選用電磁打點計時器比電火花計時器誤差要小解析：為減小實驗誤差，重物應選質(zhì)量大些的，且重物質(zhì)量不需稱量，A、C錯，B正確；電磁打點計時器的振針與紙帶間有摩擦，電火花計時器對紙帶的阻力較小，故選用電磁打點計時器誤差大些，D錯誤．答案：B3.(多選)用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，在下面所列舉的該實驗的幾個操作步驟中，沒有必要進行的或者錯誤的步驟是()A．按照圖示的裝置安裝器件B．將打點計時器接到學生電源的交流輸出端上C．用天平測量出重物的質(zhì)量D．先放手讓紙帶和重物下落，再接通電源開關E．在打出的紙帶上，依據(jù)打點的先后順序選取A、B、C、D四個合適的相鄰點，通過測量計算得出B、C兩點的速度為vB、vC，并測出B、C兩點間的距離為hF．在誤差允許范圍內(nèi)，看減少的重力勢能mgh是否等于增加的動能eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)，從而驗證機械能守恒定律解析：步驟C不必要，因為根據(jù)測量原理，重物的動能和勢能表達式中都包含了質(zhì)量m，可以約去，所以不必測量重物的質(zhì)量，步驟D錯，應先接通電源，待打點計時器工作穩(wěn)定后再釋放紙帶．答案：CD4．某次“驗證機械能守恒定律”的實驗中，用6V、50Hz的打點計時器打出的一條無漏點的紙帶，如圖所示，O點為重錘下落的起點，選取的計數(shù)點為A、B、C、D，各計數(shù)點到O點的長度已在圖上標出，單位為毫米，重力加速度取9.8m/s2，重錘質(zhì)量為1(1)打點計時器打出B點時，重錘下落的速度為vB＝____m/s，重錘的動能EkB＝______J.(2)從開始下落算起，打點計時器打B點時，重錘的重力勢能減小量為________J.(3)根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，得到的結論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘從靜止開始到打出B點的過程中，__________________．解析：(1)重錘下落的速度vB＝eq\f(hAC,2T)＝eq\f(（－）×10－3,2×m/s＝1.17m/s.重錘在打出B點時的動能EkB＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)×1×J＝J.(2)打點計時器打B點時，重錘的重力勢能減小量ΔEp減＝mghOB＝1×××10－3J＝J.(3)由(1)、(2)計算結果可知，重錘下落過程中，在實驗允許的誤差范圍內(nèi)，動能的增加量等于其重力勢能的減少量，機械能守恒．答案：(1)(2)(3)機械能守恒5．用落體法驗證機械能守恒定律的實驗中：(1)運用公式eq\f(1,2)mv2＝mgh對實驗條件的要求是__________，為達到此目的，所選擇的紙帶第1、第2兩點間的距離應接近________．(2)若實驗中所用重錘的質(zhì)量m＝1kg，打點紙帶如圖所示，打點時間間隔為s，則記錄B點時，重錘的速度vB＝________，重錘的動能Ek＝________，從開始下落起至B點重錘的重力勢能減少量是________，(3)根據(jù)紙帶算出相關各點的速度v，下落距離h，則以eq\f(v2,2)為縱軸，以h為橫軸畫出的圖象應是()解析：(1)重錘從靜止開始自由下落時，在s內(nèi)的位移應為h＝eq\f(1,2)gt2＝eq\f(1,2)××0.022m≈2mm.(2)vB＝eq\f(sAC,2T)＝eq\f(（－）×10－3,2×m/s＝0.58m/s，此時重錘的動能為Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)×1×J＝J，重錘的重力勢能減少量為ΔEp＝mghB＝1×××10－3J＝J．因此在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘的機械能守恒．(3)由機械能守恒定律可知，mgh＝eq\f(1,2)mv2，即驗證機械能守恒定律成立，只需驗證eq\f(1,2)v2＝g