2016-2017學(xué)年人教版必修2-7.9-實(shí)驗(yàn)-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律-作業(yè)2

1、7.9 實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 作業(yè)1在用自由落體驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中，用如圖所示的裝置打出一條紙帶。在紙帶上選取某兩點(diǎn)，測(cè)量并計(jì)算出兩點(diǎn)間動(dòng)能的增量Ek和重力勢(shì)能的減小量Ep。一般實(shí)驗(yàn)的結(jié)果總是Ek_Ep(填“>”、“”或“<”)，產(chǎn)生這一結(jié)果的原因是_。答案：<有阻力或有摩擦2用落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)為進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，備有下列器材可供選擇：A鐵架臺(tái)、B(電磁)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、C復(fù)寫紙片、D紙帶、E低壓直流電、F天平、G秒表、H導(dǎo)線、I重錘其中不必要的器材是_(填對(duì)應(yīng)的字母)缺少的器材是_。答案：EFG刻度尺低壓交流電3在利用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中：(

2、1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電的頻率為50Hz，甲、乙兩條實(shí)驗(yàn)紙帶如圖所示，應(yīng)選_紙帶好。(2)若通過(guò)測(cè)量紙帶上某兩點(diǎn)間距離計(jì)算某時(shí)刻的瞬時(shí)速度，進(jìn)而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。現(xiàn)已測(cè)得2、4兩點(diǎn)間距離為s1,0、3兩點(diǎn)間距離為s2，打點(diǎn)周期為T，為了驗(yàn)證0、3兩點(diǎn)間機(jī)械能守恒，則s1、s2和T應(yīng)滿足的關(guān)系為_。答案：(1)甲(2)T2解析：(1)由于甲圖中1、2兩點(diǎn)間的距離(1.9mm)接近于2mm，故選甲圖。(2)mgs2mv2v得T24在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：(1)供實(shí)驗(yàn)選擇的重物有以下四個(gè)，應(yīng)選擇：()A質(zhì)量為10g的砝碼 B質(zhì)量為200g的木球C質(zhì)量為50g的塑料球 D質(zhì)量為200g的鐵

3、球(2)下列敘述正確的是()A實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間B可用自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律計(jì)算重物的瞬時(shí)速度C因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)比較和mgh是否相等驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，故不需要測(cè)量重物的質(zhì)量D釋放重物前應(yīng)手提紙帶的上端，使紙帶豎直通過(guò)限位孔(3)質(zhì)量m1kg的物體自由下落，得到如圖所示的紙帶，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.04s，那么從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下起點(diǎn)O到打下B點(diǎn)的過(guò)程中， 物體重力勢(shì)能的減少量Ep_J，此過(guò)程中物體動(dòng)能的增加量Ek_J。(g9.8m/s2，保留三位有效數(shù)字)答案：(1)D(2)CD(3)2.282.265圖中甲、乙兩圖都是利用“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭值的裝置示意

4、圖。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50Hz。這兩圖相比較，用哪個(gè)圖所示的裝置實(shí)驗(yàn)較好？簡(jiǎn)單說(shuō)明理由。答案：用甲圖所示的裝置實(shí)驗(yàn)較好。因?yàn)橛脢A子固定，可以避免乙圖由于手的抖動(dòng)而造成紙帶上的第1個(gè)點(diǎn)跡被拖長(zhǎng)和位置不確定的現(xiàn)象。另外由于用夾子固定紙帶，便于紙帶調(diào)整到豎直方向，以避免紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(限位孔)之間產(chǎn)生較大的摩擦，而乙圖中用手握住紙帶，難于做到這一點(diǎn)。6如圖(a)中，懸點(diǎn)正下方P點(diǎn)處放有水平放置熾熱的電熱絲，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷，小球由于慣性向前飛出做平拋運(yùn)動(dòng)。在地面上放上白紙，上面覆蓋著復(fù)寫紙，當(dāng)小球落在復(fù)寫紙上時(shí)，會(huì)在下面白紙上留下痕跡。用重垂線確定出A、B點(diǎn)的投影點(diǎn)N、M。

5、重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次(小球每一次都從同一點(diǎn)由靜止釋放)球的落點(diǎn)痕跡如圖(b)所示，圖中米尺水平放置，零刻度線與M點(diǎn)對(duì)齊。用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，算出A、B兩點(diǎn)的豎直距離，再量出M、C之間的距離x，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，已知重力加速度為g，小球的質(zhì)量為m。(1)根據(jù)圖(b)可以確定小球平拋時(shí)的水平射程為_cm。(2)用題中所給字母表示出小球平拋時(shí)的初速度v0_。(3)用測(cè)出的物理量表示出小球從A 到B過(guò)程中，重力勢(shì)能的減少量Ep_，動(dòng)能的增加量Ek_。答案：(1)65.0(2)x(3)mg(h1h2)7如圖甲所示，用包有白紙的質(zhì)量為1.00kg的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆

6、固定在電動(dòng)機(jī)上并隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，使之替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。當(dāng)燒斷懸掛圓柱棒的線后，圓柱棒豎直自由下落，毛筆就在圓柱棒表面的紙上畫出記號(hào)，如圖乙所示，設(shè)毛筆接觸棒時(shí)不影響棒的運(yùn)動(dòng)。測(cè)得記號(hào)之間的距離依次為26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm，已知電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)有“1440r/min”的字樣，由此驗(yàn)證機(jī)械能守恒。根據(jù)以上內(nèi)容，回答下列問(wèn)題：(1)毛筆畫相鄰兩條線的時(shí)間間隔T_s，圖乙中的圓柱棒的_端是懸掛端(填“左”或“右”)。(2)根據(jù)乙所給的數(shù)據(jù)，可知毛筆畫下記號(hào)C時(shí)，圓柱棒下落的速度vC_m/s；畫下記號(hào)D時(shí)，圓柱棒下落的速度vD_m/s；記號(hào)C、D之間圓

7、柱棒的動(dòng)能的變化量為_J，重力勢(shì)能的變化量為_J(g9.8m/s2)。由此可得出的結(jié)論是_。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)解析：(1)Ts0.042s，左端相鄰筆跡間間距大，故左端是懸掛端。(2)vCm/s1.2m/s，vDm/s1.6m/s，EKm(vv)0.53J，EPmg0.57J，在誤差允許范圍內(nèi)，圓柱體的機(jī)械能是守恒的。8利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示：(1)實(shí)驗(yàn)步驟：將氣墊導(dǎo)軌放在水平面上，桌面高度不低于1m，將導(dǎo)軌調(diào)至水平；用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光條的寬度為l9.30mm。由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離s_cm。將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待砝碼靜止不動(dòng)時(shí)，釋放

8、滑塊，要求砝碼落地前擋光條已能過(guò)光電門2；從數(shù)字計(jì)時(shí)器(圖中未畫出)上分別讀出擋光條通過(guò)光電門1和光電門2所用的時(shí)間t1和t2；用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m。(2)用表示直接測(cè)量量的字母寫出下列所示物理量的表達(dá)式；滑塊通過(guò)光電門1和光電門2的瞬時(shí)速度分別為v1_和v2_。當(dāng)滑塊通過(guò)光電門1和光電門2時(shí)，系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動(dòng)能分別為Ek1_和Ek2_。在滑塊從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過(guò)程中，系統(tǒng)勢(shì)能的減少量Ep_(重力加速度為g)。(3)如果Ep_，則可認(rèn)為驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。答案：(1)60.00(答案在59.9660.04之間的也可)(2)(Mm)()2 (Mm)()2mgs (3)Ek2Ek1解析：由于擋光條寬度很小，因此將擋光條通過(guò)光電門時(shí)的平均速度當(dāng)