8.5实验：验证机械能守恒定律 （知识小站+例题精析+课堂练兵） （Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 8.5实验：验证机械能守恒定律 （知识小站+例题精析+课堂练兵） （Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 86.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-13 14:52:28 | ||
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文档简介
高中物理人教版（2019）必修第二册同步讲练测
第八章 机械能守恒定律
8.5实验：验证机械能守恒定律
实验目的：验证机械能守恒定律
实验步骤：
1.将装置竖直架稳；
2.手提纸带使重物靠近打点计时器，接通电源后再松开纸带；
3.更换纸带，重做几次上述实验；
4.挑选理想纸带，并从第一点开始，选取0、1、2、3、4、5……各计数点。
5.测个计数点到起点0的距离；
6.根据false，计算各计数点的瞬时速度。
7.比较false与false是否相等。
实验注意事项：
1.安装打点计时器时，应使纸带、限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦力。
2.先接通电源让打点计时器正常工作后，再松开纸带让重物下落。
3.选取纸带时，要选点迹清晰、所打点成一条直线，且第一、二两点间距离接近2mm。
4.测下落高度时，应从起点0算起，一次性读出各点到0点的距离。从而减少h的测量误差。
5.实验中不需测量重物的质量。
例1.用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，已知重力加速度为g。
如图所示是实验中得到的一条纸带，将起始点记为O，并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点，分别记为A、B、C、D、E、F，量出各点与O点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6 ， 使用交流电的周期为T，设重锤质量为m。则在打E点时重锤的动能为________，在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为________。
【解析】在打E点时重锤的速度为 vE=?6??42T
则动能为 EkE=12mvE2=12m(?6??42T)2=m(?6??4)28T2 在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为 ΔEp=mg?5
例2.在“验证机械能守恒定律”的实验中，若重物质量为0.50 kg，选择好的纸带如图10所示，O、A之间有几个点未画出．已知相邻两点时间间隔为0.02 s，长度单位是 cm，g取9.8 m/s2.则打点计时器打下点B时，重物的速度vB＝________m/s；从起点O到打下点B的过程中，重物重力势能的减少量ΔEp＝________J，动能的增加量ΔEk＝________J．(结果保留三位有效数字)
【解析】vB＝ (7.02?3.13)×10?22×0.02 m/s≈0.973 m/s
动能的增量ΔEk＝ 12 mvB2＝ 12 ×0.5×0.9732≈0.237 J
重力势能的减少量ΔEp＝mghB＝0.5×9.8×4.86×10－2J≈0.238 J
1.用图示装置验证机械能守恒定律，由于安装不到位，电火花计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大的阻力，这样实验造成的结果是（ ??）
A.?重力势能的减小量明显大于动能的增加量
B.?重力势能的减小量明显小于动能的增加量
C.?重力势能的减小量等于动能的增加量
D.?以上几种情况都有可能
2.采用落体法“验证机械能守恒定律”的实验中，下列步骤不必要的是（?? ）
A.?用天平称出重锤的质量
B.?把电磁打点计时器固定到铁架台上，并与交流电源连接起来
C.?把纸带固定到重锤上，穿过打点计时器的限位孔，并把重锤提升到一定的高度
D.?接通电源，释放纸带
3.在“验证机械能守恒定律”的实验中，根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，则以v2为纵轴，以h为横轴，画出的图线应是下图中的（? ）
A.??????????????????B.??????????????????
C.??????????????????D.?
4.用如图所示装置验证机械能守恒定律，由于电火花计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大的阻力，这样实验造成的结果是（? ）
A.?重力势能的减少量明显大于动能的增加量???????????
B.?重力势能的减少量明显小于动能的增加量
C.?重力势能的减少量等于动能的增加量??????????????????
D.?以上几种情况都有可能
5.下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法，正确的是（? ）
A.?重物质量的称量不准会造成较大误差??????????????????
B.?重物质量选用得大些，有利于减小误差
C.?重物质量选用得较小些，有利于减小误差???????????
D.?打点计时器选用电磁打点计时器比电火花计时器误差要小
参考答案
1.【答案】 A
【解析】由于重物下落时要克服阻力做功，重物减少的重力势能转化为重物的动能和系统的内能，故重力势能的减小量大于动能的增加量，A符合题意．
故答案为：A
2.【答案】 A
【解析】因为我们是比较mgh、 12 mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平称重物和夹子的质量，A不必要，电磁计时器要使用低压交流电， 纸带固定到重锤上，把重锤提升到一定的高度，让其做自由落体，在操作中，我们要先接通电源，后放开纸带，
故答案为：A。
3.【答案】 C
【解析】根据机械能守恒定律有：mgh＝ 12 mv2 ， v2＝2gh，所以v2与h成正比例关系，函数图象是一条过原点的直线，C正确.
故答案为：C
4.【答案】 A
【解析】由于重物下落时要克服阻力做功，重物减少的重力势能转化为重物的动能和系统的内能，故重力势能的减小量大于动能的增加量，A正确。故A选项正确。
故答案为：A。
5.【答案】 B
【解析】为减小实验误差，重物应选质量大些的，且重物质量不需称量，A、C错，B正确；电磁打点计时器的振针与纸带间有摩擦，电火花计时器对纸带的阻力较小，故选用电磁打点计时器误差大些，D错误。故B选项正确。
故答案为：B
第八章 机械能守恒定律
8.5实验：验证机械能守恒定律
实验目的：验证机械能守恒定律
实验步骤：
1.将装置竖直架稳；
2.手提纸带使重物靠近打点计时器，接通电源后再松开纸带；
3.更换纸带，重做几次上述实验；
4.挑选理想纸带，并从第一点开始，选取0、1、2、3、4、5……各计数点。
5.测个计数点到起点0的距离；
6.根据false，计算各计数点的瞬时速度。
7.比较false与false是否相等。
实验注意事项：
1.安装打点计时器时，应使纸带、限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦力。
2.先接通电源让打点计时器正常工作后，再松开纸带让重物下落。
3.选取纸带时，要选点迹清晰、所打点成一条直线，且第一、二两点间距离接近2mm。
4.测下落高度时，应从起点0算起，一次性读出各点到0点的距离。从而减少h的测量误差。
5.实验中不需测量重物的质量。
例1.用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，已知重力加速度为g。
如图所示是实验中得到的一条纸带，将起始点记为O，并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点，分别记为A、B、C、D、E、F，量出各点与O点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6 ， 使用交流电的周期为T，设重锤质量为m。则在打E点时重锤的动能为________，在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为________。
【解析】在打E点时重锤的速度为 vE=?6??42T
则动能为 EkE=12mvE2=12m(?6??42T)2=m(?6??4)28T2 在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为 ΔEp=mg?5
例2.在“验证机械能守恒定律”的实验中，若重物质量为0.50 kg，选择好的纸带如图10所示，O、A之间有几个点未画出．已知相邻两点时间间隔为0.02 s，长度单位是 cm，g取9.8 m/s2.则打点计时器打下点B时，重物的速度vB＝________m/s；从起点O到打下点B的过程中，重物重力势能的减少量ΔEp＝________J，动能的增加量ΔEk＝________J．(结果保留三位有效数字)
【解析】vB＝ (7.02?3.13)×10?22×0.02 m/s≈0.973 m/s
动能的增量ΔEk＝ 12 mvB2＝ 12 ×0.5×0.9732≈0.237 J
重力势能的减少量ΔEp＝mghB＝0.5×9.8×4.86×10－2J≈0.238 J
1.用图示装置验证机械能守恒定律，由于安装不到位，电火花计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大的阻力，这样实验造成的结果是（ ??）
A.?重力势能的减小量明显大于动能的增加量
B.?重力势能的减小量明显小于动能的增加量
C.?重力势能的减小量等于动能的增加量
D.?以上几种情况都有可能
2.采用落体法“验证机械能守恒定律”的实验中，下列步骤不必要的是（?? ）
A.?用天平称出重锤的质量
B.?把电磁打点计时器固定到铁架台上，并与交流电源连接起来
C.?把纸带固定到重锤上，穿过打点计时器的限位孔，并把重锤提升到一定的高度
D.?接通电源，释放纸带
3.在“验证机械能守恒定律”的实验中，根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，则以v2为纵轴，以h为横轴，画出的图线应是下图中的（? ）
A.??????????????????B.??????????????????
C.??????????????????D.?
4.用如图所示装置验证机械能守恒定律，由于电火花计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大的阻力，这样实验造成的结果是（? ）
A.?重力势能的减少量明显大于动能的增加量???????????
B.?重力势能的减少量明显小于动能的增加量
C.?重力势能的减少量等于动能的增加量??????????????????
D.?以上几种情况都有可能
5.下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法，正确的是（? ）
A.?重物质量的称量不准会造成较大误差??????????????????
B.?重物质量选用得大些，有利于减小误差
C.?重物质量选用得较小些，有利于减小误差???????????
D.?打点计时器选用电磁打点计时器比电火花计时器误差要小
参考答案
1.【答案】 A
【解析】由于重物下落时要克服阻力做功，重物减少的重力势能转化为重物的动能和系统的内能，故重力势能的减小量大于动能的增加量，A符合题意．
故答案为：A
2.【答案】 A
【解析】因为我们是比较mgh、 12 mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平称重物和夹子的质量，A不必要，电磁计时器要使用低压交流电， 纸带固定到重锤上，把重锤提升到一定的高度，让其做自由落体，在操作中，我们要先接通电源，后放开纸带，
故答案为：A。
3.【答案】 C
【解析】根据机械能守恒定律有：mgh＝ 12 mv2 ， v2＝2gh，所以v2与h成正比例关系，函数图象是一条过原点的直线，C正确.
故答案为：C
4.【答案】 A
【解析】由于重物下落时要克服阻力做功，重物减少的重力势能转化为重物的动能和系统的内能，故重力势能的减小量大于动能的增加量，A正确。故A选项正确。
故答案为：A。
5.【答案】 B
【解析】为减小实验误差，重物应选质量大些的，且重物质量不需称量，A、C错，B正确；电磁打点计时器的振针与纸带间有摩擦，电火花计时器对纸带的阻力较小，故选用电磁打点计时器误差大些，D错误。故B选项正确。
故答案为：B