粤教版物理必修2验证机械能守恒定律课时作业

1、第五节验证机械能守恒定律1实验目的：研究物体在运动过程中若只有重力和弹力做功，_和_相互转化，物体的_2实验方案：方案一：利用铁架台、重锤、打点计时器等器材，研究重锤的自由落体运动方案二：利用气垫导轨、光电门、钩码、滑块等器材，研究滑块的运动3实验原理及数据处理以方案一为例：(1)实验原理在只有_做功的自由落体运动中，物体的_和_互相转化，但总的机械能守恒即动能的_等于重力势能的_若以重物下落时的起点为基准，物体下落高度h时的速度为v，在误差允许的范围内，如计算出mv2mgh，机械能守恒定律即被验证若以重物下落过程中的某一点A为基准，设重物的质量为m，测出物体对应于A点的速度vA，再测出物体由

2、A点下落h后经过B点的速度vB，则在误差允许范围内，由计算得出mvmvmgh，机械能守恒定律即被验证测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点前后两段相邻相等时间间隔T内下落的距离sn、sn1，由公式vn求出(2)数据处理利用公式vn，计算出点1、点2、点3、的瞬时速度v1、v2、v3、.要验证的是mv2_或mvmv_，只需验证v2gh或vvgh，因此_测量重物的质量m.验证：通过计算，看在误差允许的范围之内v与ghn是否相等或vv与ghmn是否相等【概念规律练】知识点实验器材的选择和实验的操作(以方案一为例)1(双选)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

3、质量B重力的加速度C重物下落的高度D与重物下落高度对应的重物的瞬时速度2在验证机械能守恒定律的实验中：(1)从下列器材中选出实验所必需的，其编号为_A打点计时器(包括纸带) B重物C天平 D毫米刻度尺E秒表 F运动小车(2)打点计时器的安装放置要求为_；开始打点计时的时候，应先_，然后再_(3)选择下列正确的实验步骤，并按次序排列为_A用天平测出重锤的质量B把打点计时器竖直地夹稳在铁架台上C接通电源，松开纸带D松开纸带，接通电源E用停表记下重锤下落的时间F取下纸带，重复上述实验3次G将纸带固定在重锤上，让纸带穿过打点计时器并用手提住，使重锤靠近打点计时器H选取理想纸带，对几个方便的点测量并计算

4、，看mgh和mv2是否相等【方法技巧练】一、实验数据的处理方法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()4在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，查得当地的重力加速度g9.80 m/s2，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图1所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D分别是每两个点取出的计数点根据以上数据，可知重物由O点运动到B点时图1(1)重力势能的减少量为多少？(2)动能的增加量是多少？(3)根据计算的数据可得出什么

5、结论？产生误差的主要原因是什么？二、其他的方案设计5某实验小组利用如图2所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒图2(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？(2)如图3所示(经放大后的)，游标卡尺测得遮光条的宽度d_cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t1.2×102 s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为_m/s.在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、_和_(文字说明并用相应的字母表示)图3(3)本实验通过比较_和_在实验误差允许的范围内是否相等(用测量的物理量符号表示)，从而验证系统的

6、机械能守恒1(双选)在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证的是重物重力势能的减少量等于其动能的增加量，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余或错误的有()A用天平称出重物的质量B把打点计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来C把纸带的一端固定到重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重物提升到一定高度D接通电源，释放纸带E用停表测出重物下落的时间2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图

7、43(双选)如图4所示是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带，我们选中N点来验证机械能守恒定律下面举出一些计算N点速度的方法，其中正确的是()AN点是第n个点，则vngnTBN点是第n1个点，则vng(n1)TCvnDvn4在“验证机械能守恒定律”的实验中(1)不需测量或计算的物理量是()A下落高度 B瞬时速度C重物质量 D时间(2)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mgh_mv2(选填“>”或“<”)5.图5图5为验证机械能守恒定律的实验装置示意图现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤回答下列问

8、题：(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有_(填入正确选项前的字母)A刻度尺B秒表C012 V的直流电源D012 V的交流电源(2)实验中误差产生的原因有_.(写出两个原因)6.图6用如图6所示的实验装置验证机械能守恒定律，在下面所列举的该实验的几个操作步骤中，你认为没有必要进行的或者错误的步骤是_(填字母代号)A按照图示的装置安装器件B将打点计时器接到学生电源的直流输出端上C用天平测量出重物的质量D先放手让纸带和重物下落，再接通电源开关E在打出的纸带上，依据打点的先后顺序选取A、B、C、D四个合适的相邻点，通过测量计算得出B、C两点的速度为vB、vC，并测出B、C两点的距离为hF

9、在误差允许范围内，看减少的重力势能mghBC是否等于增加的动能mvmv，从而验证机械能守恒定律7光电计时器是物理实验中经常用到的一种精密计时仪器，它由光电门和计时器两部分组成，光电门的一臂的内侧附有发光装置(发射激光的装置是激光二极管，发出的光束很细)，如图7中的A和A，另一臂的内侧附有接收激光的装置，如图中的B和B，当物体在它们之间通过时，二极管发出的激光被物体挡住，接收装置不能接收到激光信号，同时计时器就开始计时，直到挡光结束光电计时器停止计时，故此装置能精确地记录物体通过光电门所用的时间现有一小球从两光电门的正上方开始自由下落，如图所示图7(1)若要用这套装置来验证机械能守恒定律，则要测

10、量的物理量有_(每个物理量均用文字和字母表示，如高度H)(2)验证机械能守恒定律的关系式为_第五节验证机械能守恒定律课前预习练1动能势能机械能守恒3(1)重力动能势能增加量减少量(2)mghmgh不需要课堂探究练1CD2(1)A、B、D(2)底板要竖直给打点计时器通电释放重物(3)B、G、C、F、H解析(1)选出的器材有：打点计时器(包括纸带)，重物，毫米刻度尺，编号分别为：A、B、D.注意因mghmv2，故m可约去，不需要用天平(2)打点计时器安装时，底板要竖直，这样才能使重物在自由落下时，受到的阻力较小，开始记录时，应先给打点计时器通电，然后再释放重物，让它带着纸带一同落下(3)正确的实验

11、步骤应该为B、G、C、F、H.3C根据机械能守恒定律有：mghmv2，v22gh，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正确点评图象法的应用必须与函数关系式相结合使用，才能充分明确图象与函数之间的关系及图象的形状4(1)1.911m(2)1.89m (3)见解析解析(1)重力势能的减少量为Ep减mghOBm×9.8×0.1951.911m(2)重物下落到B点时的速度vB m/s1.944 m/s所以重物从O点下落到B点动能的增加量为Ek增mvm×1.94421.889m(3)从(1)、(2)中计算的数据可得出在实验误差允许的范围内重物减少的重力势

12、能等于其增加的动能，机械能守恒产生误差的主要原因：重物在下落时要受到阻力作用(打点计时器对纸带的摩擦力、空气阻力)，克服阻力做功5(1)接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，若滑块基本保持静止，则说明导轨是水平的(或取下钩码，轻推滑块，滑块基本能做匀速直线运动)(2)0.520.43滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s滑块的质量M(3)mgs(mM)()2解析本题以创新的物理情景来考查验证机械能守恒定律的实验，同时考查游标卡尺的读数游标尺的读数为d5 mm0.1 mm×25.2 mm0.52 cm；滑块通过光电门时的瞬时速度为v m/s0.43 m/s；系统重力势能的减少量为mgs，系

13、统动能的增加量为(mM)v2(mM)()2.课后巩固练1AE在“验证机械能守恒定律”的实验中，需验证重力势能减少量mgh和动能增加量mv2之间的大小关系若机械能守恒，则有mghmv2，两边都有质量，可约去，即验证ghv2成立即可，无需用停表测量时间，因此E选项也多余，其余选项都需要，故应选A、E.2B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3CD4(1)C(2)>解析(1)本实验需要验证mgh与mv2的关系，所以不需要测量重物质量m，C正确(2)重物在下落过程中克服阻力做功，使减小的重力势能不能完全转化为动能，所以mgh>mv2.5(1)AD(2)见解析解析(1)需要米尺来测量两点之间的距离，电磁打点计时器需用交流电源，故选A、D.(2)纸带与电磁打点计时器之