【学练考】2021-2022学年高一人教版物理必修2练习册：7.9-实验：验证机械能守恒定律-

9试验：验证机械能守恒定律1．在做“验证机械能守恒定律”的试验时，发觉重锤削减的势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的缘由是()A．选用的重锤质量过大B．选用的重锤质量过小C．空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力的影响D．试验时操作不够细，试验数据测量不精确     2．某位同学做“验证机械能守恒定律”的试验，下列操作步骤中正确的是()A．把电磁打点计时器固定在铁架台上，并用导线连接到低压沟通电源上B．把连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到肯定高度C．先释放纸带，再接通电源D．更换纸带，重复试验，处理数据3．用自由落体运动验证机械能守恒定律就是看eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)是否等于mghn(n为计时点的编号0、1、2、……)．下列说法中正确的是()A．打点计时器打第一个点O时，重物的速度为0B．hn是计时点n到第一个点O的距离C．m为重物的质量，需用天平称量D．可以用vn＝gtn计算vn，其中tn＝(n－1)T(T为打点周期)4．在“利用重锤自由下落验证机械能守恒定律”的试验中，产生误差的主要缘由是()A．重锤下落的实际高度大于测量值B．重锤下落的实际高度小于测量值C．重锤实际末速度大于gt(g为重力加速度，t为下落时间)D．重锤实际末速度小于gt5．在“验证机械能守恒定律”的试验中，纸带上打出的点如图L7­9­1所示，若重物的质量为1kg，图中点P为打点计时器打出的第一个点，则从起点P到打下点B的过程中，重物的重力势能的削减量ΔEp＝________J，重物的动能的增加量ΔEk＝________J．(打点计时器的打点周期为0.02s，g取9.8m/s图L7­9­16．在“验证机械能守恒定律”的试验中，有如下可供选择的试验器材：铁架台、电磁打点计时器、复写纸、纸带、低压直流电源、天平、停表、导线、开关．其中不必要的器材是________，缺少的器材是________________________________．7．“验证机械能守恒定律”的试验接受重物自由下落的方法．已知所用的电磁打点计时器所接电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度为g＝9.80m/s2，重物质量为1kg.某同学选择了一条抱负的纸带，用刻度尺测量时各计时点到O点的距离如图L7­9­2所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D分别是连续打出的计时点．由打下O点到打下B点，重物的重力势能的削减量ΔEp＝________J，动能的增加量ΔEk＝________J图L7­9­28．验证机械能守恒定律可以接受争辩自由落体运动的方法，也可以接受争辩物体从斜面上自由下滑运动的方法，但后者误差较大，其缘由是________________．为了减小误差，提出如下措施：A．减小物体的质量B．增大物体的质量C．减小斜面的倾角D．增大斜面的倾角E．用小车代替滑块F．给物体肯定的初速度合理的措施是：________．9．下面列出“验证机械能守恒定律”的试验的一些试验步骤：A．用天平测出重物和夹子的质量；B．将重物系在夹子上；C．将纸带穿过打点计时器，上端用手提着，下端夹在系住重物的夹子上，再把纸带向上拉，让夹子靠近打点计时器；D．打点计时器接在同学电源沟通输出端，把输出电压调至6V以下(电源不接通)；E．打点计时器固定放在桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上；F．在纸带上选取几个点，进行测量并记录数据；G．用停表测出重物下落的时间；H．接通电源，待打点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，完成试验报告；M．拆下导线，整理器材．以上步骤，不必要的步骤是________，正确步骤的合理挨次是______________．10．某同学利用他自己试验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以eq\f(1,2)v2为纵轴画出了如图L7­9­3所示的图线．图线未过原点O的缘由是_____________________________________．图L7­9­311．在“验证机械能守恒定律”的试验中，若以eq\f(v2,2)为纵轴，以h为横轴，则依据试验数据绘出的eq\f(v2,2)­h图像应是______才能验证机械能守恒定律；eq\f(v2,2)­h图线的斜率等于________的数值．12．某同学依据机械能守恒定律，设计试验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系．(1)如图L7­9­4所示，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表．由数据算得劲度系数k＝________N/m.(g取9.80m/s砝码质量(g)50100150弹簧长度(cm)8.627.636.66(2)取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图L7­9­5甲所示；调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小________．(3)用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v.释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为________．(4)重复(3)中的操作，得到v与x的关系如图乙．由图乙可知，v与x成________关系．由上述试验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的________成正比．图L7­9­4甲乙图L7­9­513．如图L7­9­6所示，质量分别为m1和m2的两个小物块A和B分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1>m2.现要利用此装置验证机械能守恒定律．图L7­9­6(1)若选定物块A从静止开头下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有________．(在横线上填入选项前的编号)①物块的质量m1、m2；②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；③物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间；④绳子的长度．(2)为提高试验结果的精确     程度，某小组同学对此试验提出了以下建议：①绳的质量要轻；②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇摆；④两个物块的质量之差要尽可能小．以上建议中的确对提高试验结果的精确     程度有用的是________．(在横线上填入选项前的编号)(3)写出一条上面没有提到的对提高试验结果的精确     程度有益的建议：____________________．9试验：验证机械能守恒定律1．C2．ABD[解析]在做“验证机械能守恒定律”的试验时，应先接通电源，后释放纸带，以保证打第一个点时纸带的初速度为0，故选项C错误，A、B、D均正确．3．AB[解析]试验的原理就是利用重物的自由落体运动来验证机械能守恒定律，因此打点计时器打第一个点时，重物运动的速度应为零．hn与vn分别表示打第n个点时重物下落的高度和对应的瞬时速度，vn应利用纸带上的数据求出，若用vn＝gtn求vn则已默认机械能守恒了，验证明验也就变得无意义了．本试验中，不需要测量重物的质量，由于公式mghn＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)的两边都有m，故只要ghn＝eq\f(1,2)veq\o\al(2,n)成立，则mghn＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)就成立，机械能守恒定律也就被验证了．4．D5．0.490.486．低压直流电源、天平、停表低压沟通电源、重锤、刻度尺[解析]由于此试验是通过比较eq\f(1,2)v2和gh是否相等来验证机械能是否守恒，故不需要测量重锤质量，打点计时器本身就测时间，所以不需要用停表测时间．7．2.742.708．摩擦阻力的影响DE[解析]物体从斜面上自由下滑运动受斜面的摩擦阻力较大，误差较大．增大斜面的倾角可有效地减小摩擦阻力的影响，滚动摩擦力小于滑动摩擦力，用小车代替滑块是可行的，所以D、E措施合理．9．AGEDBCHIJMKFL[解析]由于此试验是通过比较eq\f(mv2,2)和mgh是否相等来验证机械能是否守恒，故不需测量重物的质量m，打点计时器本身就测时间，所以不需要用停表测时间，故不必要的步骤是A、G.10．该同学做试验时先释放了纸带后接通电源[解析]位移为零时就有速度，说明该同学做试验时先释放了纸带后接通电源．11．过原点的直线重力加速度g[解析]本试验的目的是验证mgh＝eq\f(1,2)mv2，即eq\f(1,2)v2＝gh.由等式可知，eq\f(1,2)v2­h图像应是一条过原点的直线，其斜率应等于重力加速度g的数值．12．(1)50(2)相等(3)滑块的动能(4)正比压缩量的平方[解析](1)依据F1＝m1g＝kΔx1，F2＝m2g＝kΔx2，有m1g－m2g＝kΔx1－kΔx2，则k＝eq\f(0.49,0.0099)N/m＝49.5N/m，同理可以求得k′＝eq\f(0.49,0.0097)N/m＝50.5N/m，则劲度系数为k＝eq\f(k＋k′,2)＝50N/m.(2)滑块离开弹簧后做匀速直线运动，故滑块通过两个光电门时的速度相等．(3)在该过程中弹簧的弹性势能转化为滑块的动能．(4)图线是过原点的倾斜直线，所以v与x成正比；弹性势能转化为动能，即E弹＝eq\f(1,2)mv2，即弹性势能与速度的二次方成正比，则弹性势能与弹簧的压缩量的二次方成正比．13．(1)①②(或①③)(2)①③(3)对同一高度进行多次测量取平均值(或选取受力后伸长最小的绳子等)[解析](1)A、B组成的系统机械能守恒的表达式为(m1－m2)gl＝eq\f(1,2)(m1＋m2)v2，其中l＝eq\f(v,2)t(l表示A下降或B上升的距离，t为A下降或B上升的时间)，故验证机械能守恒定律的表达式为(m1－m2)·gl＝eq\f(1,2)(m1＋m2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al