2013高考物理立体设计-实验验证机械能守恒.

1、课后限时作业（十九）（时间：45 分钟满分：60 分）一、选择题（每小题 6 分，共 12 分）1在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中需要用工具测量和通过计算得 到的是（）重物的质量重力加速度重物下落的高度与重物下落高度对应的重锤的瞬时速度A.B . C . D .【解析】 根据实验原理知：应测出重物下落到某一点时下落的高度，并通过对纸带分析，计算出该点物体的瞬时速度.【答案】 D2 在利用重锤自由下落来验证机械能守恒定律的实验中，产生误差的主要原因是（）A. 重锤下落的高度大于测量值B. 重锤下落的高度小于测量值C.重锤实际末速度 v 大于 gt（g 为重力加速度，t 为下落时间）

2、D. 重锤实际末速度 v 小于 gt【解析】重锤下落的实际高度与测量值之间肯定有在误差，但到底是大于还是小于测量値 不一定，所以B错；由于紙带与限位孔之间的摩擦及空吒阻力的存在，重逵下落过程中加 速度小干严实际末速度要小于目，故D对，亡错.【答案】D二、非选择题（共 48 分）3. （8 分）在“验证机械能守恒定律”的实验中，有如下可供选择的实验器材：铁架台、 打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关，其中不必要的器 材是， 缺少的器材是.【解析】因为此实验要利用重锤和纸带系统做自由落体运动来验证机械能守恒，实验中需 通过抒点计时器记录重锤自由下落的运动情况，并测童重逵

3、下落的高度心和对应记录点的速度 5 通过计算”0九和吉皿的價进行比较来骑证机械能守恒定律.显褰处理數据时，比较珈和2“的値即可验证机械能守恒定律是否成立-因此，不需要天平.秒表，但必须要有低圧交涼 电希、重锤和刻度尺.【答累】 低压直涼电源、夭平、秒表 低压交潇电源、重锤、刻度尺4.（12 分）在利用打点计时器等器材验证自由下落物体的机械能是否守恒时，打点计时器的 电源频率是 50 Hz.某同学先后打出两条纸带，纸带 I 上第1、2 两点，第 2、3 两点，第 3、4 两点，第 4、5 两点间的距离依次为 1.9 mm、6.0 mm、10.0 mm、14.0 mm,纸带 n 上第 1、 2 两

4、点，第 2、3 两点，第 3、4 两点，第 4、5 两点的距离依次为 2.5 mm 6.0 mm 10.0 mm 14.0 mm.那么，应该选用纸带 _ 进行测量和计算.根据你所选用的纸带，利用第2、3 两点间的距离和第 4、5 两点间的距离，可以计算出当地的重力加速度的大小，为_ .在打第 3 点的瞬时，重物的速度为 _ m/s.为了验证机械能守恒定律，应该计算出打第2、3、4 点时物体减少的 _ 和增加的 _ ，然后比较它们的数值在误差允许范围内是否相等.【解析】自由落体在内的位移s=ig：=O.O.j：m= 2 mm选纸带I第二1两点中间时刻的速度6.0 xl0_iv=厂不m冠=D.J

5、m0.0-第，两点中间日核1的速度im 0 mVFV 0.703*所：2 ms*=10mr或者s拓一耳z 网一吐0,C140.006 r亠、所说-r -iQ im$-=门msv空+0.006 + 0,01_ *0 02“ CL斗m乳【答案】 I 10 m/s1 2 30.4 重力势能动能5. （ 14 分）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 0.05s 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下表（当地 重力加速度取 9.8 m/s2，小球质量 m=0.2 kg，结果保留三位有效数字）：时刻t2t3t4t5由频闪照片上的数据计算 15时刻

6、小球的速度 V5=_ m/s.从 t2至 t5时间内，重力势能增加量 Ep=_ J，动能减少量 Ek=_J.在误差允许的范围内，若 Ep与厶 Ek近似相等，从而验证了机械能守恒定律.由上述计算得厶 EP_ Ek（选项“”“ 5.3xD.2iJ=l .42 J.A1“ 1“A -= “TV：亠HTV；T舍Jn =i XO2X (5 59-4.0S-) J-=1.46 J.3)由C2)中知也E尹色氏，因为存在空气摩擦等原因，导致重力势能的増加重小干动能 的减少量.【答案】 丄Og (2) 1421.45 (3) 存在空气摩擦等原因6.(14 分)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m

7、r 1.00 kg 的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示，O 为第一个点，A B、C 为从合适位置开始选取连续点中的三个点.已知打点计时器每隔 0.02s 打一个点，当地的重力加速度为g= 9.80 m/s2,那么：19 14 + 21.66cm s=40Scms=4.0Sms.【解析】! I 5. I! in !:*-19,20rm_L_；3-25 c；rn!(1) 根据图上所得的数据，应取图中O 点到_点来验证机械能守恒定律.(2) 从 O 点到(1)问中所取的点，重物重力势能的减少量 &=_J，动能增加量 E=_ J(结果取 3 位有效数字).(3) 若测出纸带上所有各点到O 点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v 及物体下落2v的高度 h,则以 2 为纵轴，以 h 为横轴画出的图象是下图中的 _ .【解析】卩；要想验证机械能守恒，首先要求岀重物下落到某一位置时的速度，占点的速度 可由7 =学接求出，故选从O点到書点未验证机械能守恒.由题意可得，-=1.00 x9.80 x0.192 1=1.S3 J.%2