高中物理人教版第七章機械能守恒定律 學(xué)業(yè)分層測評20

學(xué)業(yè)分層測評(二十)(建議用時：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．在“驗證機械能守恒定律”實驗中，紙帶將被釋放瞬間的四種情況如照片所示，其中最合適的是()【解析】開始釋放時，重錘要靠近打點計時器，紙帶應(yīng)保持豎直方向，故D正確．【答案】D2．(2023·九江高一檢測)在“驗證機械能守恒定律”的實驗中：(1)下列物理量中需要用工具直接測量的有()A．重物的質(zhì)量B．重力加速度C．重物下落的高度D．與重物下落高度對應(yīng)的重物的瞬時速度(2)實驗中，如果以eq\f(v2,2)為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的eq\f(v2,2)-h圖線應(yīng)是________，才能合乎實驗驗證的要求，eq\f(v2,2)-h圖線的斜率等于________的數(shù)值．【解析】(1)在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，只需要用刻度尺測量重物下落的高度．重物的質(zhì)量不用測量．重力加速度不需要測量．通過計算可以得到與重物下落高度對應(yīng)的重物的瞬時速度．故選C.(2)在驗證機械能守恒定律的實驗中，有：mgh＝eq\f(1,2)mv2，則有：eq\f(v2,2)＝gh，由于g是常數(shù)，所以eq\f(v2,2)-h圖線為過原點的傾斜直線，圖線的斜率等于g.【答案】(1)C(2)過原點的傾斜直線重力加速度g3．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，某同學(xué)實驗時，手總是抖動，找不出一條起始點跡清晰的紙帶，該同學(xué)便選取一段紙帶進(jìn)行測量，如圖7-9-4所示，A、B、C、D、E、F是以2個計時點為1個計數(shù)點，其測量結(jié)果是AB＝cm，AC＝cm，AD＝cm，AE＝cm，AF＝cm(g取m/s2)．(1)若重物質(zhì)量為m，從B到E重力勢能減少了多少？(2)從B到E動能增加了多少？(3)試對實驗結(jié)果進(jìn)行分析．圖7-9-4【解析】(1)ΔEp＝mgΔh＝mg·BE＝m××－×10－2J＝J；(2)由勻變速運動的速度特征得vB＝vAC＝eq\f(AC,2T)＝eq\f×10－2,2×m/s＝m/s，vE＝vDF＝eq\f(DF,2T)＝eq\f(（－）×10－2,2×m/s＝m/s.又根據(jù)Ek＝eq\f(1,2)mv2有EkB＝eq\f(1,2)×m×J＝J，EkE＝eq\f(1,2)×m×J＝J，故ΔEk＝EkE－EkB＝－J＝J.(3)動能增加量為J，略小于重力勢能減少量，考慮實驗誤差，在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，動能的增加等于重力勢能的減少量，即機械能守恒．【答案】見解析4．(2023·包頭高一檢測)在驗證機械能守恒定律的實驗中，與紙帶相連的質(zhì)量為1kg的重錘自由下落，打出的紙帶如圖7-9-5所示，相鄰計數(shù)點時間間隔為s，g取m/s2.求：圖7-9-5(1)打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度vB＝________m/s(保留兩位有效數(shù)字)；(2)某同學(xué)根據(jù)紙帶上的O點到B點的數(shù)據(jù)，計算出物體的動能增加量ΔEk＝J，重力勢能減小量ΔEp＝J，經(jīng)過多次實驗均發(fā)現(xiàn)ΔEk略小于ΔEp，試分析或解釋形成這個現(xiàn)象的原因：_________________________________________________________________________________________.【解析】(1)vB＝vAC＝eq\f(hAC,2T)＝eq\f(（－）×10－2,2×m/s≈m/s(2)由于重錘下落過程中要克服空氣阻力及紙帶所受阻力做功，所以下落過程中，重錘的機械能有少量損失，增加的動能總是略小于減少的重力勢能．【答案】(1)(2)由于要克服空氣阻力和紙帶所受阻力做功，重錘的機械能略減少[能力提升]5．某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機械能守恒定律．頻閃儀每隔s閃光一次，圖7-9-6中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實際距離，該同學(xué)通過計算得到不同時刻的速度如下表(當(dāng)?shù)刂亓铀俣热/s2，小球質(zhì)量m＝kg，計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字):【導(dǎo)學(xué)號：69390106】圖7-9-6時刻t2t3t4t5速度(m·s－1)(1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t5時刻小球的速度v5＝________m/s；(2)從t2到t5時間內(nèi)，重力勢能增量ΔEp＝________J，動能減少量ΔEk＝________J；(3)在誤差允許的范圍內(nèi)，若ΔEp與ΔEk近似相等，從而驗證了機械能守恒定律．由上述計算得ΔEp________ΔEk(選填“＞”“＜”或“＝”)，造成這種結(jié)果的主要原因是____________________________________________________________________________________________________.【解析】(1)t5時刻小球的速度v5＝eq\f＋,2××10－2m/s＝m/s；(2)從t2到t5時間內(nèi)，重力勢能增量ΔEp＝mgh25＝××＋＋×10－2J＝J，動能減少量ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,5)＝J；(3)ΔEp＜ΔEk，造成這種結(jié)果的主要原因是上升過程中存在空氣阻力．【答案】(1)(2)(3)＜存在空氣阻力6．某同學(xué)利用如圖7-9-7甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．該同學(xué)經(jīng)正確操作得到打點紙帶，在紙帶后段每兩個計時間隔取一個計數(shù)點，依次為1、2、3、4、5、6、7，測量各計數(shù)點到第一個打點的距離h，并正確求出打相應(yīng)點時的速度v.各計數(shù)點對應(yīng)的數(shù)據(jù)見下表：計數(shù)點1234567h(m)v(m/s)v2(m2/s2)(1)請在圖乙坐標(biāo)中，描點作出v2－h(huán)圖線；(2)由圖線可知，重錘下落的加速度g′＝________m/s2(保留三位有效數(shù)字)；(3)若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝m/s2，根據(jù)作出的圖線，能粗略驗證自由下落的