《9 實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》（同步訓(xùn)練）高中物理必修2-蘇教版-2024-2025學(xué)年

《9實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》同步訓(xùn)練(答案在后面)一、單項(xiàng)選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，以下哪個(gè)設(shè)備是用來(lái)測(cè)量小球下落過(guò)程中不同高度的？A.刻度尺B.秒表C.天平D.動(dòng)態(tài)電壓表2、在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，小球從一定高度自由下落，不計(jì)空氣阻力。以下哪個(gè)物理量的比值在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該保持不變？A.動(dòng)能和勢(shì)能B.動(dòng)能和重力勢(shì)能C.動(dòng)能和勢(shì)能的增量D.動(dòng)能和勢(shì)能的總量3、在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，以下哪項(xiàng)操作是為了確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性？A.將小車放在斜面的最低點(diǎn)，然后釋放B.將斜面傾角調(diào)整至最大，以減小空氣阻力C.在小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，盡量減少摩擦力的影響D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，重新調(diào)整斜面傾角4、在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，以下哪項(xiàng)結(jié)果表示機(jī)械能守恒？A.小車的動(dòng)能增加，勢(shì)能減少，但動(dòng)能與勢(shì)能之和不變B.小車的動(dòng)能減少，勢(shì)能增加，但動(dòng)能與勢(shì)能之和不變C.小車的動(dòng)能和勢(shì)能都增加，動(dòng)能與勢(shì)能之和增加D.小車的動(dòng)能和勢(shì)能都減少，動(dòng)能與勢(shì)能之和減少5、在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，以下哪個(gè)因素可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在誤差？（）A.測(cè)量工具的精度B.實(shí)驗(yàn)器材的質(zhì)量C.重力加速度的變化D.實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度的變化6、以下哪個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟可以用來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律？（）A.測(cè)量物體在水平面上的運(yùn)動(dòng)距離B.測(cè)量物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)距離C.測(cè)量物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中的位移D.測(cè)量物體在彈性碰撞中的速度7、一個(gè)質(zhì)量為m的物體從高度h處自由下落到地面，不考慮空氣阻力，下落過(guò)程中機(jī)械能守恒。則物體落地前的速度v可以用以下哪個(gè)公式表示？A.v=√(2gh)B.v=√(gh/2)C.v=√(gh)D.v=√(gh^2)二、多項(xiàng)選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，以下哪些因素可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)誤差？（）A.測(cè)量重錘下落時(shí)間時(shí)，由于空氣阻力的影響，重錘的實(shí)際速度小于理論計(jì)算值B.測(cè)量重錘下落高度時(shí)，由于接板的高度不夠準(zhǔn)確，導(dǎo)致測(cè)量值與理論值存在偏差C.重錘在自由下落過(guò)程中，由于存在摩擦力，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，導(dǎo)致機(jī)械能減少D.實(shí)驗(yàn)中使用的時(shí)間間隔過(guò)小，導(dǎo)致測(cè)量的速度值不夠準(zhǔn)確2、在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，以下關(guān)于實(shí)驗(yàn)步驟的描述，哪些是正確的？（）A.首先，將重錘固定在實(shí)驗(yàn)裝置上，調(diào)整接板的高度，使其與重錘的下端齊平B.然后，釋放重錘，讓它自由下落，同時(shí)用秒表測(cè)量重錘下落的時(shí)間C.接下來(lái)，用卷尺測(cè)量接板的高度，以計(jì)算重錘下落的高度D.最后，根據(jù)測(cè)量的時(shí)間和高度，計(jì)算重錘下落過(guò)程中的速度，并驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律3、在“實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”中，以下哪些條件是確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確的關(guān)鍵？（）A.釋放重物時(shí)應(yīng)盡量減少空氣阻力的影響B(tài).測(cè)量重物下降過(guò)程中不同位置的高度和速度時(shí)，應(yīng)確保測(cè)量工具的精確度C.確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有摩擦力的影響D.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)盡量減少外界因素的干擾，如溫度變化三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題：實(shí)驗(yàn)中，小球從高度h自由落下，經(jīng)過(guò)一段距離s后落地。已知小球的質(zhì)量為m，重力加速度為g。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：（1）若小球落地時(shí)速度為v，請(qǐng)推導(dǎo)出小球從高度h落下的過(guò)程中機(jī)械能守恒的公式。（2）若實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：h=1m，s=0.5m，m=0.1kg，g=9.8m/s2，請(qǐng)計(jì)算小球落地時(shí)的速度v。第二題：實(shí)驗(yàn)中，為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，學(xué)生使用一個(gè)重物從一定高度自由下落，通過(guò)測(cè)量重物下落過(guò)程中的速度和高度來(lái)計(jì)算其動(dòng)能和勢(shì)能。已知重物從高度h自由下落到地面，不計(jì)空氣阻力，測(cè)得重物下落到地面時(shí)的速度為v。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：（1）寫出重物下落到地面時(shí)，其動(dòng)能E_k和勢(shì)能E_p的表達(dá)式。（2）根據(jù)機(jī)械能守恒定律，列出方程并推導(dǎo)出h與v之間的關(guān)系式。（3）如果實(shí)驗(yàn)中測(cè)得h=1.2m，v=4m/s，請(qǐng)計(jì)算此時(shí)重物的動(dòng)能E_k和勢(shì)能E_p的數(shù)值。第三題：實(shí)驗(yàn)中，用重物從一定高度自由落下，撞擊底部的木塊，使木塊在水平方向上移動(dòng)一段距離。已知重物的質(zhì)量為m，從高度h自由落下，撞擊木塊后，木塊獲得的水平速度為v。若不計(jì)空氣阻力，請(qǐng)回答以下問(wèn)題：（1）求重物撞擊木塊前后的機(jī)械能變化量。（2）若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得重物撞擊木塊后，木塊在水平方向上移動(dòng)了距離s，求木塊所受摩擦力的平均大小。第四題：實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，用一輕質(zhì)彈簧秤測(cè)量某物體從某一高度自由下落至彈簧秤掛鉤時(shí)的速度。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：下落高度（m）彈簧秤示數(shù)（N）速度（m/s）0.20.62.00.41.23.00.61.84.0（1）請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析物體下落過(guò)程中受到的阻力大小。（2）若不考慮阻力，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，計(jì)算物體從0.2m高度下落至0.4m高度時(shí)的速度。（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析本實(shí)驗(yàn)中可能存在的誤差來(lái)源。第五題：在一次驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)用斜面和滑塊進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，得到了以下數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)次數(shù)滑塊的質(zhì)量（kg）滑塊上升的高度（h）（m）滑塊下降的高度（h’）（m）滑塊上升的速度（v）（m/s）滑塊下降的速度（v’）（m/s）10.50.20.10.40.320.50.30.20.60.530.50.40.30.80.7請(qǐng)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，回答以下問(wèn)題：請(qǐng)計(jì)算每次實(shí)驗(yàn)中滑塊上升過(guò)程中重力勢(shì)能的增加量（E_p=mgh）和滑塊下降過(guò)程中動(dòng)能的增加量（E_k=1/2mv^2）。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否可靠，并說(shuō)明理由。如果實(shí)驗(yàn)中存在誤差，請(qǐng)分析可能的原因，并提出改進(jìn)措施?！?實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》同步訓(xùn)練及答案解析一、單項(xiàng)選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，以下哪個(gè)設(shè)備是用來(lái)測(cè)量小球下落過(guò)程中不同高度的？A.刻度尺B.秒表C.天平D.動(dòng)態(tài)電壓表答案：A解析：在實(shí)驗(yàn)中，通常使用刻度尺來(lái)測(cè)量小球下落過(guò)程中通過(guò)的不同高度，因?yàn)榭潭瘸呖梢蕴峁?zhǔn)確的長(zhǎng)度測(cè)量。2、在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，小球從一定高度自由下落，不計(jì)空氣阻力。以下哪個(gè)物理量的比值在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該保持不變？A.動(dòng)能和勢(shì)能B.動(dòng)能和重力勢(shì)能C.動(dòng)能和勢(shì)能的增量D.動(dòng)能和勢(shì)能的總量答案：C解析：根據(jù)機(jī)械能守恒定律，在沒(méi)有非保守力（如空氣阻力）做功的情況下，系統(tǒng)的總機(jī)械能（動(dòng)能加勢(shì)能）保持不變。因此，動(dòng)能的增加量應(yīng)該等于勢(shì)能的減少量，即動(dòng)能和勢(shì)能的增量之比在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該保持不變。3、在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，以下哪項(xiàng)操作是為了確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性？A.將小車放在斜面的最低點(diǎn)，然后釋放B.將斜面傾角調(diào)整至最大，以減小空氣阻力C.在小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，盡量減少摩擦力的影響D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，重新調(diào)整斜面傾角答案：C解析：在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，減少摩擦力的影響是確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。因此，選擇C項(xiàng)。A項(xiàng)和B項(xiàng)雖然與實(shí)驗(yàn)有關(guān)，但不是為了確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。D項(xiàng)則是在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行的操作，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性關(guān)系不大。4、在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，以下哪項(xiàng)結(jié)果表示機(jī)械能守恒？A.小車的動(dòng)能增加，勢(shì)能減少，但動(dòng)能與勢(shì)能之和不變B.小車的動(dòng)能減少，勢(shì)能增加，但動(dòng)能與勢(shì)能之和不變C.小車的動(dòng)能和勢(shì)能都增加，動(dòng)能與勢(shì)能之和增加D.小車的動(dòng)能和勢(shì)能都減少，動(dòng)能與勢(shì)能之和減少答案：A解析：機(jī)械能守恒定律指出，在沒(méi)有外力做功的情況下，系統(tǒng)的機(jī)械能保持不變。在實(shí)驗(yàn)中，小車的動(dòng)能增加，勢(shì)能減少，但動(dòng)能與勢(shì)能之和保持不變，符合機(jī)械能守恒定律。因此，選擇A項(xiàng)。B項(xiàng)表示勢(shì)能增加，與機(jī)械能守恒相悖；C項(xiàng)和D項(xiàng)表示機(jī)械能增加或減少，均不符合機(jī)械能守恒定律。5、在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，以下哪個(gè)因素可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在誤差？（）A.測(cè)量工具的精度B.實(shí)驗(yàn)器材的質(zhì)量C.重力加速度的變化D.實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度的變化答案：A解析：在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量工具的精度是影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的關(guān)鍵因素。如果測(cè)量工具的精度不高，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果存在誤差。實(shí)驗(yàn)器材的質(zhì)量、重力加速度的變化以及實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度的變化雖然也會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，但不是導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差的主要原因。因此，選項(xiàng)A是正確答案。6、以下哪個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟可以用來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律？（）A.測(cè)量物體在水平面上的運(yùn)動(dòng)距離B.測(cè)量物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)距離C.測(cè)量物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中的位移D.測(cè)量物體在彈性碰撞中的速度答案：C解析：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律需要觀察物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能（動(dòng)能和勢(shì)能）的變化。在自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體僅受重力作用，其機(jī)械能（動(dòng)能和勢(shì)能）之和保持不變。因此，測(cè)量物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中的位移可以用來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。選項(xiàng)A、B和D分別涉及水平面、斜面和彈性碰撞，這些情況下物體的機(jī)械能可能發(fā)生變化，不適合用來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。因此，選項(xiàng)C是正確答案。7、一個(gè)質(zhì)量為m的物體從高度h處自由下落到地面，不考慮空氣阻力，下落過(guò)程中機(jī)械能守恒。則物體落地前的速度v可以用以下哪個(gè)公式表示？A.v=√(2gh)B.v=√(gh/2)C.v=√(gh)D.v=√(gh^2)答案：A解析：根據(jù)機(jī)械能守恒定律，物體在下落過(guò)程中的機(jī)械能守恒，即初始的勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。物體的初始勢(shì)能為mgh，落地前的動(dòng)能為(1/2)mv^2。因此，有mgh=(1/2)mv^2。解得v=√(2gh)，故選A。二、多項(xiàng)選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，以下哪些因素可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)誤差？（）A.測(cè)量重錘下落時(shí)間時(shí)，由于空氣阻力的影響，重錘的實(shí)際速度小于理論計(jì)算值B.測(cè)量重錘下落高度時(shí)，由于接板的高度不夠準(zhǔn)確，導(dǎo)致測(cè)量值與理論值存在偏差C.重錘在自由下落過(guò)程中，由于存在摩擦力，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，導(dǎo)致機(jī)械能減少D.實(shí)驗(yàn)中使用的時(shí)間間隔過(guò)小，導(dǎo)致測(cè)量的速度值不夠準(zhǔn)確答案：ABCD解析：在實(shí)驗(yàn)中，由于空氣阻力、測(cè)量工具的精度、摩擦力等因素的存在，都會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論值存在誤差。A選項(xiàng)中，空氣阻力會(huì)導(dǎo)致實(shí)際速度小于理論計(jì)算值，B選項(xiàng)中，接板的高度不夠準(zhǔn)確會(huì)導(dǎo)致測(cè)量偏差，C選項(xiàng)中，摩擦力會(huì)使部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，D選項(xiàng)中，時(shí)間間隔過(guò)小可能導(dǎo)致速度測(cè)量不準(zhǔn)確。因此，所有選項(xiàng)都可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)誤差。2、在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，以下關(guān)于實(shí)驗(yàn)步驟的描述，哪些是正確的？（）A.首先，將重錘固定在實(shí)驗(yàn)裝置上，調(diào)整接板的高度，使其與重錘的下端齊平B.然后，釋放重錘，讓它自由下落，同時(shí)用秒表測(cè)量重錘下落的時(shí)間C.接下來(lái)，用卷尺測(cè)量接板的高度，以計(jì)算重錘下落的高度D.最后，根據(jù)測(cè)量的時(shí)間和高度，計(jì)算重錘下落過(guò)程中的速度，并驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律答案：ABD解析：A選項(xiàng)描述了實(shí)驗(yàn)的初步準(zhǔn)備步驟，包括固定重錘和調(diào)整接板高度，這是正確的。B選項(xiàng)中，測(cè)量重錘下落的時(shí)間是實(shí)驗(yàn)的一部分，也是正確的。C選項(xiàng)中，測(cè)量接板的高度是為了計(jì)算重錘下落的高度，這是正確的。D選項(xiàng)中，計(jì)算重錘下落過(guò)程中的速度并驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律是實(shí)驗(yàn)的目的，也是正確的。因此，所有選項(xiàng)都是正確的實(shí)驗(yàn)步驟描述。3、在“實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”中，以下哪些條件是確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確的關(guān)鍵？（）A.釋放重物時(shí)應(yīng)盡量減少空氣阻力的影響B(tài).測(cè)量重物下降過(guò)程中不同位置的高度和速度時(shí)，應(yīng)確保測(cè)量工具的精確度C.確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有摩擦力的影響D.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)盡量減少外界因素的干擾，如溫度變化答案：ABD解析：A選項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)中空氣阻力會(huì)減小重物的機(jī)械能，為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，應(yīng)盡量減小空氣阻力的影響。B選項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)結(jié)果依賴于高度和速度的準(zhǔn)確測(cè)量，因此需要確保測(cè)量工具的精確度。C選項(xiàng)：摩擦力會(huì)消耗機(jī)械能，因此在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)盡量減小摩擦力的影響，而不是確保沒(méi)有摩擦力的影響。D選項(xiàng)：外界因素的干擾如溫度變化會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此應(yīng)盡量減少這些干擾。三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題：實(shí)驗(yàn)中，小球從高度h自由落下，經(jīng)過(guò)一段距離s后落地。已知小球的質(zhì)量為m，重力加速度為g。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：（1）若小球落地時(shí)速度為v，請(qǐng)推導(dǎo)出小球從高度h落下的過(guò)程中機(jī)械能守恒的公式。（2）若實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：h=1m，s=0.5m，m=0.1kg，g=9.8m/s2，請(qǐng)計(jì)算小球落地時(shí)的速度v。答案：（1）機(jī)械能守恒公式為：mgh=1/2mv2解析：根據(jù)機(jī)械能守恒定律，小球在下降過(guò)程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，即重力勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量。由于小球在下降過(guò)程中，重力做功，勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，可以得到機(jī)械能守恒公式。（2）v=√(2gh)解析：將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入機(jī)械能守恒公式mgh=1/2mv2，得到：0.1kg*9.8m/s2*1m=1/2*0.1kg*v2解得：v2=9.8m2/s2因此，v=√(9.8m2/s2)≈3.13m/s所以小球落地時(shí)的速度v約為3.13m/s。第二題：實(shí)驗(yàn)中，為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，學(xué)生使用一個(gè)重物從一定高度自由下落，通過(guò)測(cè)量重物下落過(guò)程中的速度和高度來(lái)計(jì)算其動(dòng)能和勢(shì)能。已知重物從高度h自由下落到地面，不計(jì)空氣阻力，測(cè)得重物下落到地面時(shí)的速度為v。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：（1）寫出重物下落到地面時(shí)，其動(dòng)能E_k和勢(shì)能E_p的表達(dá)式。（2）根據(jù)機(jī)械能守恒定律，列出方程并推導(dǎo)出h與v之間的關(guān)系式。（3）如果實(shí)驗(yàn)中測(cè)得h=1.2m，v=4m/s，請(qǐng)計(jì)算此時(shí)重物的動(dòng)能E_k和勢(shì)能E_p的數(shù)值。答案：（1）動(dòng)能E_k=1/2mv^2勢(shì)能E_p=mgh（2）根據(jù)機(jī)械能守恒定律，重物下落過(guò)程中動(dòng)能的增加等于勢(shì)能的減少，即：E_p_initial=E_k_finalmgh_initial=1/2mv^2mgh=1/2mv^2h=(1/2)v^2/g（3）已知h=1.2m，v=4m/s，代入上述關(guān)系式計(jì)算E_k和E_p：E_k=1/2mv^2E_k=1/2m*(4m/s)^2E_k=1/2*m*16m2/s2E_k=8m2/s2E_p=mghE_p=m*9.8m/s^2*1.2mE_p=11.76m2/s2由于我們沒(méi)有質(zhì)量m的具體數(shù)值，所以動(dòng)能和勢(shì)能的數(shù)值只能用m2/s2表示。如果我們假設(shè)m=1kg，那么：E_k=8kg2/s2=8JE_p=11.76kg2/s2=11.76J解析：（1）動(dòng)能E_k的表達(dá)式是1/2mv^2，其中m是物體的質(zhì)量，v是物體的速度。勢(shì)能E_p的表達(dá)式是mgh，其中m是物體的質(zhì)量，g是重力加速度，h是物體的高度。（2）機(jī)械能守恒定律表明，在只有重力做功的情況下，物體的總機(jī)械能（動(dòng)能加勢(shì)能）保持不變。因此，下落前后的總機(jī)械能相等，即mgh=1/2mv^2，通過(guò)這個(gè)等式可以推導(dǎo)出h與v之間的關(guān)系式。（3）根據(jù)機(jī)械能守恒定律，計(jì)算得出動(dòng)能E_k為8J，勢(shì)能E_p為11.76J。這里我們使用了g=9.8m/s^2的重力加速度值，并假設(shè)質(zhì)量m=1kg來(lái)得到具體的數(shù)值。第三題：實(shí)驗(yàn)中，用重物從一定高度自由落下，撞擊底部的木塊，使木塊在水平方向上移動(dòng)一段距離。已知重物的質(zhì)量為m，從高度h自由落下，撞擊木塊后，木塊獲得的水平速度為v。若不計(jì)空氣阻力，請(qǐng)回答以下問(wèn)題：（1）求重物撞擊木塊前后的機(jī)械能變化量。（2）若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得重物撞擊木塊后，木塊在水平方向上移動(dòng)了距離s，求木塊所受摩擦力的平均大小。答案：（1）重物撞擊木塊前后的機(jī)械能變化量為△E=mgh，其中h為重物自由落下的高度，m為重物的質(zhì)量。解析：根據(jù)機(jī)械能守恒定律，重物在自由落下過(guò)程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，當(dāng)重物撞擊木塊時(shí)，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為木塊的動(dòng)能。由于不計(jì)空氣阻力，木塊在水平方向上移動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械能守恒，因此機(jī)械能變化量等于重物自由落下過(guò)程中失去的重力勢(shì)能。（2）木塊所受摩擦力的平均大小為f=mv2/2s。解析：在木塊移動(dòng)過(guò)程中，摩擦力是唯一的外力，因此摩擦力與木塊所受的合外力相等。根據(jù)牛頓第二定律，合外力F=ma，其中m為木塊的質(zhì)量，a為木塊的加速度。由于木塊在水平方向上移動(dòng)，加速度a=v2/s。因此，摩擦力f=F=ma=mv2/2s。第四題：實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，用一輕質(zhì)彈簧秤測(cè)量某物體從某一高度自由下落至彈簧秤掛鉤時(shí)的速度。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：下落高度（m）彈簧秤示數(shù)（N）速度（m/s）0.20.62.00.41.23.00.61.84.0（1）請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析物體下落過(guò)程中受到的阻力大小。（2）若不考慮阻力，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，計(jì)算物體從0.2m高度下落至0.4m高度時(shí)的速度。（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析本實(shí)驗(yàn)中可能存在的誤差來(lái)源。答案：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，物體下落過(guò)程中受到的阻力大小為0.2N。解析：在實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤的示數(shù)即為物體受到的阻力。由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)物體下落高度為0.2m時(shí)，彈簧秤的示數(shù)為0.6N，因此可以得出物體在下落過(guò)程中受到的阻力大小為0.2N。（2）若不考慮阻力，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，物體從0.2m高度下落至0.4m高度時(shí)的速度為4.5m/s。解析：在不考慮阻力的情況下，物體下落過(guò)程中只有重力做功，機(jī)械能守恒。根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有：mgh1=1/2mv1^2其中，m為物體質(zhì)量，g為重力加速度，h1為下落高度，v1為速度。由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)物體下落高度為0.2m時(shí)，速度為2.0m/s，因此可得：mgh1=1/2mv1^2mg*0.2=1/2m*2.0^2g=1/2*2.0^2/0.2g=10m/s^2同理，當(dāng)物體下落高度為0.4m時(shí)，速度為v2，則有：mgh2=1/2mv2^2mg*0.4=1/2m*v2^2v2^2=2*10*0.4v2^2=8v2=√8v2≈2.83m/s因此，若不考慮阻力，物體從0.2m高度下落至0.4m高度時(shí)的速度約為2.83m/s。（3）本實(shí)驗(yàn)中可能存在的誤差來(lái)源有：①測(cè)量速度時(shí)，由于讀數(shù)誤差，導(dǎo)致速度測(cè)量值不準(zhǔn)確；②測(cè)量下落高度時(shí)，由于測(cè)量工具或讀數(shù)誤差，導(dǎo)致下落高