沪科版必修2同步精练精析：42《研究机械能守恒定律》第二课时（沪科版必修二）

4.2《研究机械能守恒定律》第二课时
【素能综合检测】
1.（5分）某位同学做“验证机械能守恒定律”的实验，下列操作步骤中错误的是（ ）21世纪教育网
A.把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源上21世纪教育网
B.将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度
C.先释放纸带，再接通电源
D.更换纸带，重复实验，根据记录处理数据
【解析】选C.本题考查实验的操作步骤及应注意的问题.操作时应先接通电源、再松开纸带，以确保打下第一个点时，纸带开始下落，故C项错误，应选C.
2.（5分）用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中,下列物理量中需要测量的有（ ）
A.重物的质量
B.重力加速度
C.重物下落的高度[21世纪教育网
D.与重物下落高度对应的重物的瞬时速度
3.（5分）在利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验中，产生误差的主要原因是（ ）21世纪教育网
A.重物下落的实际高度大于测量值[来源:21世纪教育网
B.重物下落的实际高度小于测量值
C.重物实际末速度v大于gt（g为重力加速度，t为下落时间）
D.重物实际末速度v小于gt
【解析】选D.由于纸带与打点计时器之间的摩擦力及空气阻力的作用，重物下落的加速度a小于重力加速度g，所以v( http: / / www.21cnjy.com )
5.（5分）在“验证机械能守恒定律”的实验中：
（1）将下列主要的实验步骤，按照实验的合理顺序把步骤前的序号填在题后横线上：__________________
A.用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器处；
B.将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器的限位孔；
C.取下纸带，在纸带上任选几点，测出它们与第一个点的距离，并算出重物在打下这几个点时的瞬时速度；
D.接通电源，松开纸带，让重物自由下落；[来源:21世纪教育网]
E.查出当地的重力加速度g的值，算出打下各计数点时的动能和相应的减少的重力势能，比较它们是否相等；
F.把测量和计算得到的数据填入自己设计的表格里.
（2）动能值与相应重力势能的减少值相比，实际上哪个值应偏小些？
答：___________________________________.
【解析】（1）实验的合理顺序应该是：BADCFE
（2）由于重物和纸带都受阻力作用，即都要克服阻力做功，所以有机械能损失，即重物的动能值要小于相应重力势能的减少值.
答案：（1）BADCFE （2）动能值[来源:21世纪教育网]
6.（2010·岳阳高一检测）（6分）在验证机械能守恒的实验中选出一条纸带如图1所示，以O为起始点，A、B、C三个计数点.打点计时器接通50 Hz的交流电，用最小刻度为毫米的刻度尺测得OA=11.13 cm、OB＝17.75 cm、OC＝25.9 cm.
这三个数据中不符合有效数字要求的是______，应该写成_________cm，在计数点A和B，B和C之间还各有一个点，重锤的质量为m，根据以上数据，当振针打至B时重锤的重力势能比开始下落时减少了________，这时它的动能增加了___________.（g取9.80 m/s2）由此得出的结论是_________________________.
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答案：（1）A、B、D
（2）底板要竖直 给打点计时器通电打点 释放重锤，让它带着纸带一同下落
（3）所选的纸带最初两点间距离接近2 mm21世纪教育网
(4)纸带通过打点计时器时的摩擦阻力 小于它所减少的重力势能 质量大一些的
（5）是一条通过坐标原点的倾斜直线 重力加速度
8.（6分）某人设计了一个验证机械
能守恒定律的实验装置，如图2所示，
长为L的细绳一端固定于O点，另一端
拴一个质量为m的小球，绳子下垂时
小球位于N点，在N点的正上方距离约[来源:21世纪教育网
等于小球半径Q处，放一锋利的刀片，
把绳子绷直拉到水平位置S后释放小球落到N处时，绳被割断，球继续落到桌面的P点，为验证机械能守恒，实验需要记录哪些数据？当它们满足什么关系式时可验证机械能守恒.
【解析】由题目可知小球由S点至N点过程下落的高度等于绳长，过了N点后小球做平抛运动，解答本题可先由ΔEp=-mgL分析重力势能变化量，再结合平抛运动知识分析动能变化量ΔEk.通过两者的比较，验证机械能是否守恒.需要测量的数据：线长L，抛出点离地面的高度h,水平位移s.小球从S到Q势能的变化ΔEp=-mgL由平抛运动规律，小球在Q点处
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答案:
【解析】