2024-2025学年新教材高中物理第八章机械能守恒定律第五节实验：验证机械能守恒定律作业含解析新人教版必修2

PAGE1-第五节试验：验证机械能守恒定律1．在“验证机械能守恒定律”试验中，纸带将被释放瞬间的四种状况如照片所示，其中最合适的是(D)解析：纸带释放前应竖直，且重物靠近打点计时器，故D正确。2．在“验证机械能守恒定律”的试验中，下面列出一些试验步骤：A．用天平称出重物和夹子的重量B．把重物系在夹子上C．将纸带穿过计时器，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子，再把纸带向上拉，让夹子靠近打点计时器静止D．把打点计时器接在学生电源的沟通输出端，把输出电压调至6V(电源不接通)E．把打点计时器固定在桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上F．在纸带上选取几个点，进行测量和记录数据G．用秒表测出重物下落时间H．接通电源，待计时器响声稳定后释放纸带I．切断电源J．更换纸带，重新进行两次K．在三条纸带中选出较好的一条L．进行计算，得出结论，完成报告M．拆下导线，整理器材以上步骤中，不必要的有__A、G__，正确步骤的合理依次是__EDBCHIJMKFL__(填写字母)。解析：只为了验证机械能守恒，没必要称量重物的质量。打点计时器本身就是计时仪器，不再须要秒表。3．(2024·河南林州一中高一下学期月考)“验证机械能守恒定律”的试验可以采纳如图所示的甲或乙方案来进行。(1)比较这两种方案，__甲__(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T＝0.1s，物体运动的加速度a＝__4.83__m/s2；该纸带是采纳__乙__(选项“甲”或“乙”)试验方案得到的。(3)下图是采纳甲方案时得到的一条纸带，在计算图中N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(BC)A．vN＝gnT B．vN＝eq\f(xn＋xn＋1,2T)C．vN＝eq\f(dn＋1－dn－1,2T) D．vN＝g(n－1)T解析：(1)比较甲、乙两种方案，乙方案中产生的阻力对试验的影响大于甲方案，因此应选的方案是甲。(2)由题意得：a＝eq\f(x3＋x4－x1＋x2,2T2)＝4.83m/s2，所以该纸带是采纳乙试验方案得到的。(3)计算N点速度应通过试验得到的纸带，经测量计算得出，所以应选B、C。4．某同学用如图1所示的装置验证机械能守恒定律。一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方。在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条。将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，取v＝eq\f(d,t)作为钢球经过A点时的速度。记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能改变大小ΔEp与动能改变大小ΔEk，就能验证机械能是否守恒。(1)用ΔEp＝mgh计算钢球重力势能改变的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到__B__之间的竖直距离。A．钢球在A点时的顶端B．钢球在A点时的球心C．钢球在A点时的底端(2)用ΔEk＝eq\f(1,2)mv2计算钢球动能改变的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图2所示，其读数为__1.50(1.49～1.51都算对)__cm。某次测量中，计时器的示数为0.0100s，则钢球的速度为v＝__1.50(1.49～1.51都算对)__m/s。(3)下表为该同学的试验结果：ΔEp(×10－2J)4.8929.78614.6919.5929.38ΔEk(×10－2J)5.0410.115.120.029.8他发觉表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的。你是否同意他的观点？请说明理由。(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议。答案：(3)不同意，因为空气阻力会造成ΔEk小于ΔEp，但表中ΔEk大于ΔEp。(4)分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l，计算ΔEk时，将v折算成钢球的速度v′＝eq\f(l,L)v。解析：(1)要测量钢球下落的高度，应测量起先释放时钢球的球心到钢球在A点时球心的竖直距离，选B。(2)依据题图可知，遮光条的宽度为d＝1.50cm，若计时器的示数为0.0100s，则钢球的速度v＝eq\f(d,t)＝eq\f(1.50×10－2,0.0100)m/s＝1.50m/s。(3)由于空气阻力的存在，钢球下落过程中克服空气阻力做功，因此动能的增加量会小于重力势能的削减量，而题中表格数值表明动能的增加量大于重力势能的削减量，明显误