2020-2021学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册课时作业：8.5实验：验证机械能守恒定律 Word版含答案
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册课时作业：8.5实验：验证机械能守恒定律 Word版含答案 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 170.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-15 08:24:48 | ||
图片预览
文档简介
(
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
(
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
8.5实验：验证机械能守恒定律
一、单选题
1.在“验证机械能守恒定律”的实验中,供选择的重物有以下四个，应选择(???
)
A.?质量为100g的钩码???????B.?质量为10g的砝码???????C.?质量为200g的木球???????D.?质量为10g的塑料球
2.如图所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。关于该实验，下列说法中正确的是（??
）
A.?固定打点计时器时，其限位孔必须在同一竖直平面内?????B.?手抓纸带的位置越靠近打点计时器越好
C.?实验中必须测出重物的质量????????????????????????????????????????????D.?实验中必须用秒表测出重物下落的时间
3.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
4.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
5.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.?
6.某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验，他在该实验中正确操作，用打点计时器打出了一条纸带，取该纸带中的一段，如图乙所示，其中O点为释纸带时打点计时器在纸带上打出的一点，a、b、c是打点计时器在纸带上打出的相邻三个点，x1、x2分别为a点、c点到O点的距离，T为打相邻两点的时间间隔，则打b点时物体运动速度大小的表达式为（??
）
A.??????????????????????????????????B.??????????????????????????????????C.??????????????????????????????????D.?
7.在“验证机械能守恒定律”的实验中，由于打点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阻力，这样会导致实验结果（??
）
A.?mgh＞
??????????????????B.?mgh＜
??????????????????C.?mgh=
??????????????????D.?以上均有可能
二、实验探究题
8.某研究性学习小组利用图示装置验证机械能守恒定律,P1处与P2处的光电门间的高度差为h．直径为d的小球从图示位置由静止释放后依次通过P1、P2光电门．重力加速度大小为g．
（1）若小球中心通过P1、P2光电门时遮光时间分别为t1、t2,则小球通过P1、P2光电门时的速度大小分别为________、________．
（2）若该实验中等式gh=________成立,即可验证机械能守恒定律．
（3）实验室可提供的小球有木球和铁球,为了尽可能或小测量误差,下列做法正确的是（_______）(填对应的字母序号)
A.释放小球时,只要P1、P2处光电门在同竖直线上即可
B.选用铁球,且释放铁球时尽可能让其球心与两个光电门在同一竖直线上
C.选用木球,且释放木球时尽可能让其球心与两个光电门在同一竖直线上
9.某同学利用如图所示的实验装置验证“系统机械能守恒”。两小球A、B分别固定在一长轻杆的两端，O为穿过轻杆的固定转轴，C为固定在支架上的光电门，初始时使轻杆处于水平状态，重力加速度为g。实验步骤如下：
①测量小球B的直径d，测量球A的质量m1、球B的质量m2；
②由静止释放两小球，当球B通过光电门时，光电门记录光线被球B挡住的时间为?t；
③该同学取球A、球B和轻杆为一个系统，得出在轻杆由水平转至竖直的过程中，系统动能的增加量?E、和系统重力势能的减少量?Ep；
④多次重复步骤②、③，记录下数据；
⑤若在误差允许的范围内?Ek=?Ep
，
系统机械能守恒。
（1）实验中还需要测量的物理量是______。
A.小球A的直径d
B.球A到O点的距离l1
C.球B到O点的距离l2
（2）在轻杆由水平转至竖直的过程中，系统增加的动能△Ek=________系统减少的重力势能?Ep=________[用已测量的物理量符号和（1）中测出的物理量符号表示]。
10.小李同学利用图①装置验证机械能守恒定律时，打出如图②所示的纸带，已知打点计时器频率为
。
（1）下列关于该实验说法正确的是______。
A.纸带必须尽量保持竖直方向以减小摩擦阻力作用
B.为了验证机械能守恒，必须选择纸带上打出的第一个点作为起点
C.将电磁打点计时器改成电火花计时器可以减少纸带和打点计时器间的摩擦
D.可以选择较轻的物体作为重物以延长下落的时间，实验效果更好
（2）根据图②中纸带的数据，打下
点时重物的速度为________
（结果保留2位小数）。
（3）小明同学用两个形状完全相同，但质量不同的重物
和
分别进行实验，测得几组数据，并作出
图象，如图③所示，由图象可判断
的质量________
的质量（选填“大于”或“小于”）。
三、综合题
11.如图所示，用光电门等器材验证机械能守恒定律。直径为d、质量为m的金属小球从A点由静止释放，下落过程中经过A点正下方的位置B，B处固定有光电门，测得AB间的距离为H（
），光电门测出小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，则
（1）小球通过光电门B时的速度表达式________；
（2）多次改变高度H，重复上述实验，描点作出
随H的变化图象如图所示，若作出的图线为通过坐标原点的直线，且斜率为________（表达式用已给的物理量表达），可判断小球下落过程中机械能守恒；
（3）实验中发现动能增加量
总是________（填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能减少量
，增加下落高度后，则（
）________将（填“增加”、“减小”或“不变”）；
（4）小明用AB段的运动来验证机械能守恒时，他用
，计算与B点对应的小球的瞬时速度，得到动能的增加量，你认为这种做法正确还是错误？答：________。
12.如图所示的装置叫做阿特伍德机，是阿特伍德（GAtwood1746﹣1807）创造的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律．绳子两端的物体下落（上升）的加速度总是小于自由落体的加速度g，同自由落体相比，下落相同的高度，所花费的时间要长，这使得实验者有足够的时间从容的观测、研究．物体A、B的质量相等均为M，物体C的质量为m，轻绳与轻滑轮间的摩擦不计，绳子不可伸长，如果m=
M，求：
（1）物体B从静止开始下落一段距离的时间是自由落体下落同样的距离所用时间的几倍？
（2）物体C对B的拉力等于多少？（用M表示）
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
A
【解析】【解答】由于实验中受到空气阻力和纸带的摩擦阻力，所以我们应找体积较小，质量较大的物体作为研究对象，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】小球质量越大，体积越小，受到的阻力就越小，实验越精确。
2.【答案】
A
【解析】【解答】A．为了减小限位孔的摩擦力，固定打点计时器时，其限位孔必须在同一竖直面内，A符合题意；
B．为了防止手影响纸带的运动，手应远离打点计时器抓住纸带的末端，B不符合题意；
C．验证机械能守恒定律，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两端都有质量，可以约去，所以不需要测量重物的质量，C不符合题意；
D．实验不需要时间，所以不需要用秒表测出重物下落的时间，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】手应该抓住纸带的末端；实验不需要测量重物的质量；由于有打点计时器所以不需要使用秒表。
3.【答案】
A
【解析】【解答】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
【分析】重物带动纸带下落的过程中，除了重力，还受到阻力，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给动能还有一部分转化为摩擦生热。
4.【答案】
A
【解析】【解答】因为我们是比较mgh、
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。
【分析】利用机械能守恒的表达式可以判别重锤的质量不用测量。
5.【答案】
C
【解析】【解答】根据机械能守恒定律有：mgh＝
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
【分析】根据机械能守恒v2=2gh，知速度平方与高度成正比。
6.【答案】
D
【解析】【解答】解：b是ac段的中间时刻，则b点的速度等于ac段的平均速度，故vb=
=
；
故答案为：D．
【分析】匀变速直线运动中，某段时间的平均速度与该段时间的中间时刻的瞬时速度相等。
7.【答案】
A
【解析】【解答】解：如果阻力较大，物体需要克服阻力做功，重力势能不能全部转化为动能，因此会出现
的结果．A符合题意、BCD不符合题意．
故答案为：A．
【分析】验证机械能守恒定律实验误差主要来源于摩擦力做功，减小的重力势能转化为内能和动能。
二、实验探究题
8.【答案】
（1）；
（2）
（3）B
【解析】【解答】（1）小球通过P1、P2光电门时的速度大小分别为
、
．（2）要验证的关系是：
，即
，若该实验中等式
成立，即可验证机械能守恒定律．（3）实验时要选用密度较大的铁球相对阻力较小，且释放铁球时尽可能让其球心与两个光电门在同一竖直线上，以减小实验的误差，故答案为：B.
【分析】（1）利用小球的直径及过光电门的时间可以求出过光电门的速度大小；
（2）利用高度的变化可以求出重力势能的变化量；利用速度的变化可以求出动能的变化量，两者结合可以求出机械能守恒的表达式；
（3）铁球的球心也要和两个光电门在同一直线上；实验要选用铁球其受到的阻力比较小。
9.【答案】
（1）B,C
（2）；
【解析】【解答】（1）要验证两球组成的系统机械能守恒，必须知道两球重力势能的变化，故需要测出两球重心高度的变化，即球A到O点的距离l1和球B到O点的距离l2；小球直径不需要测量。
故答案为：BC。（2）在轻杆由水平转至竖直的过程中，最终球B的速度为
根据两球的角速度相等得
解得球B的速度为
则系统增加的动能
A球的重力势能增加，B球的重力势能减少，系统重力势能的减少量为
【分析】（1）要验证系统机械能守恒需要测量两个小球重心的高度变化；
（2）利用角速度相等结合线速度的大小可以求出球B的速度大小，利用两个小球速度的大小可以求出系统增加的动能；利用高度变化可以求出两个小球重力势能的变化量。
10.【答案】
（1）A,C
（2）2.25
（3）大于
【解析】【解答】（1）A．重锤下落时，纸带必须尽量保持竖直以减小摩擦阻力作用，A符合题意；
B．数据处理时，可以选择第一个点作为起点，也可以选择后面的点作为起点，B不符合题意；
C．电磁打点计时器探针与纸带的摩擦较大，改成电火花计时器可以减少纸带和打点计时器间的摩擦，C符合题意；
D．如果选择较轻的物体，会增大空气阻力，给实验带来的误差更大，D不符合题意。
故答案为：AC。（2）C点时重物的速度为
（3）设空气阻力是f，根据动能定理有
整理得
由图像可知
由于P的斜率大于Q的斜率，空气阻力相同，所以P的质量大于Q的质量。
【分析】（1）验证机械能守恒不一定要选择第一个打出了的点；实验要选择重物减小摩擦力的作用；
（2）利用平均速度公式可以求出重物的速度；
（3）利用动能定理结合图像斜率的大小可以比较重物质量的大小。
三、综合题
11.【答案】
（1）
（2）
（3）小于；增加
（4）错误
【解析】【解答】(1)根据速度定义式可知小球通过光电门B时的速度
。(2)由机械能的表达式可知
联立可得
分析上面的表达式可知斜率等于
。(3)由于该过程中有阻力做功，重力势能一部分转化为内能，则动能增加量总是小于重力势能减小量，且高度越高，阻力做功越多，故增加下落高度后，则△Ep-△Ek将增加。(4)这种作法错误，因为用公式
计算与B点对应的小球的瞬时速度，加速度为重力加速度，这样已默认系统机械能守恒，无法进一步验证系统机械能守恒。
【分析】（1）当运动位移很短时，物体的平均速度等于物体运动的瞬时速度，利用宽度除以挡光的时间即可；
（2）结合机械能守恒定理，根据图像的横纵坐标求解图像的形式，求出图像斜率的表达式；
（3）物体机械能守恒的条件是只受重力，物体受到轻微的阻力使得重力势能的减少量大于动能的增加量；
（4）探究机械能守恒定律，不能用机械能守恒定律计算物体的速度。
12.【答案】
（1）解：物体的加速度为a，绳子的张力为T，
对物体A，T﹣Mg=Ma
对BC整体，（M+m）g﹣T=（M+m）a
解得a=
因为，所以a=
根据运动学公式，h=
at2；
h=
gt
得
=2
所以物体B从静止开始下落一段距离的时间是自由落体下落同样的距离所用时间的2倍．
答：物体B从静止开始下落一段距离的时间是自由落体下落同样的距离所用时间的2倍；
（2）解：对物体C?
mg﹣F=ma?
F=mg﹣ma=
=
答：物体C对B的拉力等于
．
【解析】【分析】（1）要求物体B从静止开始下落一段距离的时间是其自由落体相同距离的时间的几倍，需要分别求出在该实验中B下落某一段高度所需要的时间和自由下落同样的高度所需要的时间，而要求运动的时间就要首先求出在该实验中物体B的加速度．要求物体B的加速度需要用隔离法分别以A和BC整体作为研究对象根据牛顿第二定律列方程．（2）要求物体C对物体B的拉力可以以物体C为研究对象求出物体C所受的拉力．根据牛顿第二定律对C列方程即可求出物体C所受的力，最后根据牛顿第三定律求出物体C对物体B的拉力．
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
(
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
8.5实验：验证机械能守恒定律
一、单选题
1.在“验证机械能守恒定律”的实验中,供选择的重物有以下四个，应选择(???
)
A.?质量为100g的钩码???????B.?质量为10g的砝码???????C.?质量为200g的木球???????D.?质量为10g的塑料球
2.如图所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。关于该实验，下列说法中正确的是（??
）
A.?固定打点计时器时，其限位孔必须在同一竖直平面内?????B.?手抓纸带的位置越靠近打点计时器越好
C.?实验中必须测出重物的质量????????????????????????????????????????????D.?实验中必须用秒表测出重物下落的时间
3.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
4.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
5.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.?
6.某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验，他在该实验中正确操作，用打点计时器打出了一条纸带，取该纸带中的一段，如图乙所示，其中O点为释纸带时打点计时器在纸带上打出的一点，a、b、c是打点计时器在纸带上打出的相邻三个点，x1、x2分别为a点、c点到O点的距离，T为打相邻两点的时间间隔，则打b点时物体运动速度大小的表达式为（??
）
A.??????????????????????????????????B.??????????????????????????????????C.??????????????????????????????????D.?
7.在“验证机械能守恒定律”的实验中，由于打点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阻力，这样会导致实验结果（??
）
A.?mgh＞
??????????????????B.?mgh＜
??????????????????C.?mgh=
??????????????????D.?以上均有可能
二、实验探究题
8.某研究性学习小组利用图示装置验证机械能守恒定律,P1处与P2处的光电门间的高度差为h．直径为d的小球从图示位置由静止释放后依次通过P1、P2光电门．重力加速度大小为g．
（1）若小球中心通过P1、P2光电门时遮光时间分别为t1、t2,则小球通过P1、P2光电门时的速度大小分别为________、________．
（2）若该实验中等式gh=________成立,即可验证机械能守恒定律．
（3）实验室可提供的小球有木球和铁球,为了尽可能或小测量误差,下列做法正确的是（_______）(填对应的字母序号)
A.释放小球时,只要P1、P2处光电门在同竖直线上即可
B.选用铁球,且释放铁球时尽可能让其球心与两个光电门在同一竖直线上
C.选用木球,且释放木球时尽可能让其球心与两个光电门在同一竖直线上
9.某同学利用如图所示的实验装置验证“系统机械能守恒”。两小球A、B分别固定在一长轻杆的两端，O为穿过轻杆的固定转轴，C为固定在支架上的光电门，初始时使轻杆处于水平状态，重力加速度为g。实验步骤如下：
①测量小球B的直径d，测量球A的质量m1、球B的质量m2；
②由静止释放两小球，当球B通过光电门时，光电门记录光线被球B挡住的时间为?t；
③该同学取球A、球B和轻杆为一个系统，得出在轻杆由水平转至竖直的过程中，系统动能的增加量?E、和系统重力势能的减少量?Ep；
④多次重复步骤②、③，记录下数据；
⑤若在误差允许的范围内?Ek=?Ep
，
系统机械能守恒。
（1）实验中还需要测量的物理量是______。
A.小球A的直径d
B.球A到O点的距离l1
C.球B到O点的距离l2
（2）在轻杆由水平转至竖直的过程中，系统增加的动能△Ek=________系统减少的重力势能?Ep=________[用已测量的物理量符号和（1）中测出的物理量符号表示]。
10.小李同学利用图①装置验证机械能守恒定律时，打出如图②所示的纸带，已知打点计时器频率为
。
（1）下列关于该实验说法正确的是______。
A.纸带必须尽量保持竖直方向以减小摩擦阻力作用
B.为了验证机械能守恒，必须选择纸带上打出的第一个点作为起点
C.将电磁打点计时器改成电火花计时器可以减少纸带和打点计时器间的摩擦
D.可以选择较轻的物体作为重物以延长下落的时间，实验效果更好
（2）根据图②中纸带的数据，打下
点时重物的速度为________
（结果保留2位小数）。
（3）小明同学用两个形状完全相同，但质量不同的重物
和
分别进行实验，测得几组数据，并作出
图象，如图③所示，由图象可判断
的质量________
的质量（选填“大于”或“小于”）。
三、综合题
11.如图所示，用光电门等器材验证机械能守恒定律。直径为d、质量为m的金属小球从A点由静止释放，下落过程中经过A点正下方的位置B，B处固定有光电门，测得AB间的距离为H（
），光电门测出小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，则
（1）小球通过光电门B时的速度表达式________；
（2）多次改变高度H，重复上述实验，描点作出
随H的变化图象如图所示，若作出的图线为通过坐标原点的直线，且斜率为________（表达式用已给的物理量表达），可判断小球下落过程中机械能守恒；
（3）实验中发现动能增加量
总是________（填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能减少量
，增加下落高度后，则（
）________将（填“增加”、“减小”或“不变”）；
（4）小明用AB段的运动来验证机械能守恒时，他用
，计算与B点对应的小球的瞬时速度，得到动能的增加量，你认为这种做法正确还是错误？答：________。
12.如图所示的装置叫做阿特伍德机，是阿特伍德（GAtwood1746﹣1807）创造的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律．绳子两端的物体下落（上升）的加速度总是小于自由落体的加速度g，同自由落体相比，下落相同的高度，所花费的时间要长，这使得实验者有足够的时间从容的观测、研究．物体A、B的质量相等均为M，物体C的质量为m，轻绳与轻滑轮间的摩擦不计，绳子不可伸长，如果m=
M，求：
（1）物体B从静止开始下落一段距离的时间是自由落体下落同样的距离所用时间的几倍？
（2）物体C对B的拉力等于多少？（用M表示）
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
A
【解析】【解答】由于实验中受到空气阻力和纸带的摩擦阻力，所以我们应找体积较小，质量较大的物体作为研究对象，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】小球质量越大，体积越小，受到的阻力就越小，实验越精确。
2.【答案】
A
【解析】【解答】A．为了减小限位孔的摩擦力，固定打点计时器时，其限位孔必须在同一竖直面内，A符合题意；
B．为了防止手影响纸带的运动，手应远离打点计时器抓住纸带的末端，B不符合题意；
C．验证机械能守恒定律，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两端都有质量，可以约去，所以不需要测量重物的质量，C不符合题意；
D．实验不需要时间，所以不需要用秒表测出重物下落的时间，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】手应该抓住纸带的末端；实验不需要测量重物的质量；由于有打点计时器所以不需要使用秒表。
3.【答案】
A
【解析】【解答】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
【分析】重物带动纸带下落的过程中，除了重力，还受到阻力，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给动能还有一部分转化为摩擦生热。
4.【答案】
A
【解析】【解答】因为我们是比较mgh、
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。
【分析】利用机械能守恒的表达式可以判别重锤的质量不用测量。
5.【答案】
C
【解析】【解答】根据机械能守恒定律有：mgh＝
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
【分析】根据机械能守恒v2=2gh，知速度平方与高度成正比。
6.【答案】
D
【解析】【解答】解：b是ac段的中间时刻，则b点的速度等于ac段的平均速度，故vb=
=
；
故答案为：D．
【分析】匀变速直线运动中，某段时间的平均速度与该段时间的中间时刻的瞬时速度相等。
7.【答案】
A
【解析】【解答】解：如果阻力较大，物体需要克服阻力做功，重力势能不能全部转化为动能，因此会出现
的结果．A符合题意、BCD不符合题意．
故答案为：A．
【分析】验证机械能守恒定律实验误差主要来源于摩擦力做功，减小的重力势能转化为内能和动能。
二、实验探究题
8.【答案】
（1）；
（2）
（3）B
【解析】【解答】（1）小球通过P1、P2光电门时的速度大小分别为
、
．（2）要验证的关系是：
，即
，若该实验中等式
成立，即可验证机械能守恒定律．（3）实验时要选用密度较大的铁球相对阻力较小，且释放铁球时尽可能让其球心与两个光电门在同一竖直线上，以减小实验的误差，故答案为：B.
【分析】（1）利用小球的直径及过光电门的时间可以求出过光电门的速度大小；
（2）利用高度的变化可以求出重力势能的变化量；利用速度的变化可以求出动能的变化量，两者结合可以求出机械能守恒的表达式；
（3）铁球的球心也要和两个光电门在同一直线上；实验要选用铁球其受到的阻力比较小。
9.【答案】
（1）B,C
（2）；
【解析】【解答】（1）要验证两球组成的系统机械能守恒，必须知道两球重力势能的变化，故需要测出两球重心高度的变化，即球A到O点的距离l1和球B到O点的距离l2；小球直径不需要测量。
故答案为：BC。（2）在轻杆由水平转至竖直的过程中，最终球B的速度为
根据两球的角速度相等得
解得球B的速度为
则系统增加的动能
A球的重力势能增加，B球的重力势能减少，系统重力势能的减少量为
【分析】（1）要验证系统机械能守恒需要测量两个小球重心的高度变化；
（2）利用角速度相等结合线速度的大小可以求出球B的速度大小，利用两个小球速度的大小可以求出系统增加的动能；利用高度变化可以求出两个小球重力势能的变化量。
10.【答案】
（1）A,C
（2）2.25
（3）大于
【解析】【解答】（1）A．重锤下落时，纸带必须尽量保持竖直以减小摩擦阻力作用，A符合题意；
B．数据处理时，可以选择第一个点作为起点，也可以选择后面的点作为起点，B不符合题意；
C．电磁打点计时器探针与纸带的摩擦较大，改成电火花计时器可以减少纸带和打点计时器间的摩擦，C符合题意；
D．如果选择较轻的物体，会增大空气阻力，给实验带来的误差更大，D不符合题意。
故答案为：AC。（2）C点时重物的速度为
（3）设空气阻力是f，根据动能定理有
整理得
由图像可知
由于P的斜率大于Q的斜率，空气阻力相同，所以P的质量大于Q的质量。
【分析】（1）验证机械能守恒不一定要选择第一个打出了的点；实验要选择重物减小摩擦力的作用；
（2）利用平均速度公式可以求出重物的速度；
（3）利用动能定理结合图像斜率的大小可以比较重物质量的大小。
三、综合题
11.【答案】
（1）
（2）
（3）小于；增加
（4）错误
【解析】【解答】(1)根据速度定义式可知小球通过光电门B时的速度
。(2)由机械能的表达式可知
联立可得
分析上面的表达式可知斜率等于
。(3)由于该过程中有阻力做功，重力势能一部分转化为内能，则动能增加量总是小于重力势能减小量，且高度越高，阻力做功越多，故增加下落高度后，则△Ep-△Ek将增加。(4)这种作法错误，因为用公式
计算与B点对应的小球的瞬时速度，加速度为重力加速度，这样已默认系统机械能守恒，无法进一步验证系统机械能守恒。
【分析】（1）当运动位移很短时，物体的平均速度等于物体运动的瞬时速度，利用宽度除以挡光的时间即可；
（2）结合机械能守恒定理，根据图像的横纵坐标求解图像的形式，求出图像斜率的表达式；
（3）物体机械能守恒的条件是只受重力，物体受到轻微的阻力使得重力势能的减少量大于动能的增加量；
（4）探究机械能守恒定律，不能用机械能守恒定律计算物体的速度。
12.【答案】
（1）解：物体的加速度为a，绳子的张力为T，
对物体A，T﹣Mg=Ma
对BC整体，（M+m）g﹣T=（M+m）a
解得a=
因为，所以a=
根据运动学公式，h=
at2；
h=
gt
得
=2
所以物体B从静止开始下落一段距离的时间是自由落体下落同样的距离所用时间的2倍．
答：物体B从静止开始下落一段距离的时间是自由落体下落同样的距离所用时间的2倍；
（2）解：对物体C?
mg﹣F=ma?
F=mg﹣ma=
=
答：物体C对B的拉力等于
．
【解析】【分析】（1）要求物体B从静止开始下落一段距离的时间是其自由落体相同距离的时间的几倍，需要分别求出在该实验中B下落某一段高度所需要的时间和自由下落同样的高度所需要的时间，而要求运动的时间就要首先求出在该实验中物体B的加速度．要求物体B的加速度需要用隔离法分别以A和BC整体作为研究对象根据牛顿第二定律列方程．（2）要求物体C对物体B的拉力可以以物体C为研究对象求出物体C所受的拉力．根据牛顿第二定律对C列方程即可求出物体C所受的力，最后根据牛顿第三定律求出物体C对物体B的拉力．