2021高一物理-4.5-實驗：驗證機(jī)械能守恒定律-每課一練(-教科版必修2)

試驗：驗證機(jī)械能守恒定律每課一練（教科版必修2）1.(多選)下列關(guān)于“驗證機(jī)械能守恒定律”試驗的試驗誤差與操作正誤的說法中,正確的是()A.重錘的質(zhì)量稱量不準(zhǔn)會造成較大的誤差B.重錘的質(zhì)量選用大些,有利于減小誤差C.重錘的質(zhì)量選用小些,有利于減小誤差D.先松開紙帶讓重物下落,再讓打點計時器工作,會造成較大差錯2.我國艦載飛機(jī)在“遼寧艦”上成功著艦后,某課外活動小組對艦載飛機(jī)利用阻攔索著艦的力學(xué)問題很感愛好。他們找來了木板、鋼球、鐵釘、橡皮條以及墨水,制作了如圖所示的裝置,預(yù)備定量爭辯鋼球在橡皮條阻攔下前進(jìn)的距離與被阻攔前速率的關(guān)系。要達(dá)到試驗?zāi)康?需直接測量的物理量是鋼球由靜止釋放時的和在橡皮條阻攔下前進(jìn)的距離,還必需增加的一種試驗器材是。忽視鋼球所受的摩擦力和空氣阻力,重力加速度已知,依據(jù)定律(定理),可得到鋼球被阻攔前的速率。3.在“驗證機(jī)械能守恒定律”的試驗中,質(zhì)量m=1kg的重物自由下落,在紙帶上打出一系列的點,如圖所示(相鄰兩計數(shù)點時間間隔為0.02s),那么：(1)紙帶的(選填“左”或“右”)端與重物相連；(2)打點計時器打下計數(shù)點B時,重物的速度vB=；(3)從起點O到打下計數(shù)點B的過程中重物重力勢能削減量ΔEp=J,此過程中重物動能的增加量ΔEk=J(g取9.8m/s2)；(4)通過計算,數(shù)值上ΔEpΔEk(選填“>”“=”或“<”),這是由于_______________________________________________________________________。4.在“驗證機(jī)械能守恒定律”的試驗中：所用電源的頻率為50Hz。某同學(xué)選擇了一條抱負(fù)的紙帶,用刻度尺測得各計數(shù)點到O的距離(單位：mm)如圖所示,圖中O點是打點計時器打出的第一個點,A、B、C、D、E分別是每打兩個點取出的計數(shù)點。(1)從下列器材中選出試驗所必需的,其編號為__________。A.打點計時器(包括紙帶)B.重錘C.天平D.毫米刻度尺E.秒表(或停表)F.運動小車(2)若重錘的質(zhì)量為m,則重錘從開頭下落到打B點時,削減的重力勢能是J,從重錘下落到打B點時增加的動能是J,得到的結(jié)論是___________________________________________________________________。(取g=9.8m/s2,結(jié)果保留三位有效數(shù)字)5.某同學(xué)用圖甲所示的試驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律。已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz,當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間=9.80m/s2。試驗中該同學(xué)得到的一條點跡清楚的完整紙帶如圖乙所示,紙帶上的第一個點記為O,另選連續(xù)的三個點A、B、C進(jìn)行測量,圖中給出了這三個點到O點的距離hA、hB和hC的值?；卮鹣铝袉栴}(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)：(1)打點計時器打B點時,重物速度的大小vB=m/s；(2)通過分析該同學(xué)測量的試驗數(shù)據(jù),他的試驗結(jié)果是否驗證了機(jī)械能守恒定律?簡要說明分析的依據(jù)。答案解析1.【解析】選B、D。在“驗證機(jī)械能守恒定律”試驗中,我們只需比較gh與QUOTEv2的值即可驗證機(jī)械能守恒定律是否成立,與重錘的質(zhì)量無關(guān),所以選項A錯誤；若重錘的質(zhì)量選得大些,則在重錘下落過程中,空氣阻力可忽視不計,有利于減小相對誤差,所以選項B正確,選項C錯誤；先松開紙帶再打點,此時紙帶上打第一個點的初速度已不為零,即打第一個點時已有了初動能,重錘動能的增量比重錘重力勢能的削減量大,產(chǎn)生錯誤,選項D正確。2.【解析】要得到鋼球被阻攔前的速度大小,依據(jù)動能定理(或機(jī)械能守恒定律)有mgh=QUOTEmv2,需測鋼球由靜止釋放時的高度h,故需增加的試驗器材為刻度尺。答案：高度刻度尺機(jī)械能守恒(動能)3.【解析】(1)重物下落的過程中,重物的速度越來越大,打的點間距應(yīng)當(dāng)越來越大,故左端與重物相連。(2)B點瞬時速度等于AC段的平均速度vB=QUOTE=QUOTEm/s=0.98m/s。(3)重力勢能削減量ΔEp=mgh=1×9.8×0.0501J≈0.491J。動能的增加量ΔEk=QUOTEmQUOTE=QUOTE×1×0.982J≈0.480J(4)計算得出ΔEp>ΔEk。這是由于重物在下落過程中還需克服摩擦阻力做功。答案：(1)左(2)0.98m/s(3)0.4910.480(4)>重物在下落過程中還需克服摩擦阻力做功4.【解析】(1)用打點計時器和紙帶記錄小車的運動狀況,打點計時器是必需的,重錘是必需的,毫米刻度尺用于測量紙帶上各計數(shù)點到第一個點的距離,是必需的。(2)削減的重力勢能mghB=1.91m增加的動能QUOTEmQUOTE=QUOTEm(QUOTE)2=1.88m兩者在誤差許可的范圍內(nèi),可看作相等。答案：(1)A、B、D(2)1.91m1.88m在試驗誤差允許的范圍內(nèi),重錘的機(jī)械能守恒5.【解析】(1)打點計時器打B點時重物速度的大小vB=QUOTE=QUOTEm/s=3.90m/s(2)QUOTE=7.61(m/s)2,ghB=