2020-2021学年高一物理人教版（2019）必修第二册随堂检测（18）实验：验证机械能守恒定律
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年高一物理人教版（2019）必修第二册随堂检测（18）实验：验证机械能守恒定律 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 867.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-01-16 20:25:26 | ||
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文档简介
2020-2021学年高一物理人教版（2019）必修第二册随堂检测
（18）实验：验证机械能守恒定律
1.用打点计时器“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示。
（1）按照图示的装置安装器件时，应将打点计时器接到电源的___________ (填“直流”或“交流”)输出端上。
（2）开始打点计时的时候，两个操作步骤“接通电源”和“松开纸带”的顺序应该是：先__________，后__________。
（3）某同学在使用质量为的重物来验证“机械能守恒定律”的实验中，在选定的纸带上依次取计数点如图乙所示。纸带上所打的点记录了重物在不同时刻的位置，那么纸带的__________ (填“左”或“右”）端与重物相连。
(4)某同学上交的实验报告显示重物的动能略大于重物的势能，则出现这一问题的原因可能是（ ）
A. 重物的质量测量错误
B. 该同学自编了实验数据
C. 交流电源的频率不等于
D. 重物下落时受到的阻力过大
2.某学习小组利用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验.
（1）关于本实验步骤的叙述，操作有明显错误或不需要的有______.（填步骤前字母代号）
A.打点计时器安装时要使两限位孔位于同一竖直线上并安装稳定，以减小纸带下落过程中受到的阻力
B.用天平测出重锤的质量
C.把打点计时器接在用四节干电池串联而成的电源上
D.先闭合打点计时器的电源开关，然后释放重锤
E.挑选点迹清晰且第1、2两点间距接近2 mm的纸带（打点计时器的打点周期为0.02 s），用刻度尺测出重锤下落的高度，计算出对应点的瞬时速度
F.分别算出和，在实验误差范围内看是否相等
（2）该学习小组选取一条符合要求的纸带，如图乙所示，用刻度尺测得起始点O到计数点各点的距离分别为，相邻计数点间的时间间隔为T，从O到C的时间为t，若用两点来验证机械能守恒定律，为了计算打下C点时的重锤的速度大小，甲、乙、丙、丁四位同学提供了四个计算式，其中正确的是______.（填选项前的字母）
A.甲同学 B.乙同学 C.丙同学 D.丁同学
（3）采用正确计算式的同学发现，以C点算出的重力势能减少量总比动能增加量略大些，这主要是因为_______________.
3.某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔闪光一次,图中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如表(当地重力加速度取,小球质量,计算结果保留三位有效数字):
时刻
速度/ 4.99 4.48 3.98
(1)由频闪照片上的数据计算时刻小球的速度_____________;
(2)从到时间内,重力势能增量=__________,动能减少量=____________;
(3)在误差允许的范围内,若与近似相等,从而验证了机械能守恒定律。由上述计算得__________ (选填“>” “<”或“=”),造成这种结果的主要原因是_____________。
4.“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行。
（1）比较这两种方案，____________（选填“甲”或“乙”）方案好些。
（2）下图是某种方案得到的一条纸带，测得每两个计数点间距离如图所示，已知每两个计数点之间的时间间隔，物体运动的加速度_________该纸带是采用_________(选填“甲”或“乙”）实验方案得到的。
（3）下图是采用甲方案时得到的一条纸带，在计算图中点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中正确的是（ ）
A. B. C. D.
答案以及解析
1.答案：（1）交流；（2）接通电源，松开纸带；（3）左；（4）B
解析：（1）打点计时器需接交流电源；
（2）开始打点时应先接通电源后松开纸带；
（3）由纸带可看出左端与重物相连；
（4）由于存在摩擦阻力重锤的势能应略大于动能,不可能存在动能大于势能的情况，故选B。
2.答案：（1）BC
（2）C
（3）重锤带着纸带在运动中受到阻力，重力势能除了转化为动能之外，还有一小部分转化为其他形式的能量
解析：（1）实验不需要测重锤的质量，打点计时器应接在交流电源上，B、C符合题意.
（2）甲、乙两同学的计算式默认了机械能守恒定律的成立，A、B错误；由匀变速直线运动中瞬时速度等于这段时间内的平均速度得，C正确，D错误.
（3）重锤带着纸带在运动中受到阻力，重力势能除了转化为动能之外，还有一小部分转化为其他形式的能量，因此重力势能的减少量总比动能的增加量略大些.
3.答案：（1）3.48；（2）1.24,1.28；（3）<，存在空气阻力
解析：（1） 时刻小球的速度；
(2)从到时间内，重力势能增量，动能减少量；
(3) ,造成这种结果的主要原因是上升过程中存在空气阻力。
4.答案：（1）甲；（2）4.83，乙；（3）BC
解析：（1)比较甲、乙两种方案，乙方案中产生的阻力对实验的影响大于甲方案，因此应选的方案是甲。
（2）由题意得: ,所以该纸带是采用乙实验方案得到的3
（3）计算点速度应通过实验得到的纸带，经测量计算得出，所以应选B、C。
（18）实验：验证机械能守恒定律
1.用打点计时器“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示。
（1）按照图示的装置安装器件时，应将打点计时器接到电源的___________ (填“直流”或“交流”)输出端上。
（2）开始打点计时的时候，两个操作步骤“接通电源”和“松开纸带”的顺序应该是：先__________，后__________。
（3）某同学在使用质量为的重物来验证“机械能守恒定律”的实验中，在选定的纸带上依次取计数点如图乙所示。纸带上所打的点记录了重物在不同时刻的位置，那么纸带的__________ (填“左”或“右”）端与重物相连。
(4)某同学上交的实验报告显示重物的动能略大于重物的势能，则出现这一问题的原因可能是（ ）
A. 重物的质量测量错误
B. 该同学自编了实验数据
C. 交流电源的频率不等于
D. 重物下落时受到的阻力过大
2.某学习小组利用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验.
（1）关于本实验步骤的叙述，操作有明显错误或不需要的有______.（填步骤前字母代号）
A.打点计时器安装时要使两限位孔位于同一竖直线上并安装稳定，以减小纸带下落过程中受到的阻力
B.用天平测出重锤的质量
C.把打点计时器接在用四节干电池串联而成的电源上
D.先闭合打点计时器的电源开关，然后释放重锤
E.挑选点迹清晰且第1、2两点间距接近2 mm的纸带（打点计时器的打点周期为0.02 s），用刻度尺测出重锤下落的高度，计算出对应点的瞬时速度
F.分别算出和，在实验误差范围内看是否相等
（2）该学习小组选取一条符合要求的纸带，如图乙所示，用刻度尺测得起始点O到计数点各点的距离分别为，相邻计数点间的时间间隔为T，从O到C的时间为t，若用两点来验证机械能守恒定律，为了计算打下C点时的重锤的速度大小，甲、乙、丙、丁四位同学提供了四个计算式，其中正确的是______.（填选项前的字母）
A.甲同学 B.乙同学 C.丙同学 D.丁同学
（3）采用正确计算式的同学发现，以C点算出的重力势能减少量总比动能增加量略大些，这主要是因为_______________.
3.某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔闪光一次,图中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如表(当地重力加速度取,小球质量,计算结果保留三位有效数字):
时刻
速度/ 4.99 4.48 3.98
(1)由频闪照片上的数据计算时刻小球的速度_____________;
(2)从到时间内,重力势能增量=__________,动能减少量=____________;
(3)在误差允许的范围内,若与近似相等,从而验证了机械能守恒定律。由上述计算得__________ (选填“>” “<”或“=”),造成这种结果的主要原因是_____________。
4.“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行。
（1）比较这两种方案，____________（选填“甲”或“乙”）方案好些。
（2）下图是某种方案得到的一条纸带，测得每两个计数点间距离如图所示，已知每两个计数点之间的时间间隔，物体运动的加速度_________该纸带是采用_________(选填“甲”或“乙”）实验方案得到的。
（3）下图是采用甲方案时得到的一条纸带，在计算图中点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中正确的是（ ）
A. B. C. D.
答案以及解析
1.答案：（1）交流；（2）接通电源，松开纸带；（3）左；（4）B
解析：（1）打点计时器需接交流电源；
（2）开始打点时应先接通电源后松开纸带；
（3）由纸带可看出左端与重物相连；
（4）由于存在摩擦阻力重锤的势能应略大于动能,不可能存在动能大于势能的情况，故选B。
2.答案：（1）BC
（2）C
（3）重锤带着纸带在运动中受到阻力，重力势能除了转化为动能之外，还有一小部分转化为其他形式的能量
解析：（1）实验不需要测重锤的质量，打点计时器应接在交流电源上，B、C符合题意.
（2）甲、乙两同学的计算式默认了机械能守恒定律的成立，A、B错误；由匀变速直线运动中瞬时速度等于这段时间内的平均速度得，C正确，D错误.
（3）重锤带着纸带在运动中受到阻力，重力势能除了转化为动能之外，还有一小部分转化为其他形式的能量，因此重力势能的减少量总比动能的增加量略大些.
3.答案：（1）3.48；（2）1.24,1.28；（3）<，存在空气阻力
解析：（1） 时刻小球的速度；
(2)从到时间内，重力势能增量，动能减少量；
(3) ,造成这种结果的主要原因是上升过程中存在空气阻力。
4.答案：（1）甲；（2）4.83，乙；（3）BC
解析：（1)比较甲、乙两种方案，乙方案中产生的阻力对实验的影响大于甲方案，因此应选的方案是甲。
（2）由题意得: ,所以该纸带是采用乙实验方案得到的3
（3）计算点速度应通过实验得到的纸带，经测量计算得出，所以应选B、C。