《2022年高中物理 第7章 機(jī)械能守恒定律 9 實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課時(shí)作業(yè) 新人教版必修2》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年高中物理 第7章 機(jī)械能守恒定律 9 實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課時(shí)作業(yè) 新人教版必修2(4頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高中物理 第7章 機(jī)械能守恒定律 9 實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課時(shí)作業(yè) 新人教版必修2
1.下列關(guān)于“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)誤差的說法,正確的是( )
A.重物質(zhì)量的稱量不準(zhǔn)會造成較大誤差
B.重物質(zhì)量選用得大些,有利于減小誤差
C.重物質(zhì)量選用得較小些,有利于減小誤差
D.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器選用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器比電火花計(jì)時(shí)器誤差要小
【解析】 為減小實(shí)驗(yàn)誤差,重物應(yīng)選質(zhì)量大些的,且重物質(zhì)量不需稱量,A、C錯(cuò),B正確;電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的振針與紙帶間有摩擦,電火花計(jì)時(shí)器對紙帶的阻力較小,故選用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器誤差大些,D錯(cuò)誤.
【答案】 B
2.(多選)用如圖7-9-5所示
2、的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,在下面所列舉的該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟中,你認(rèn)為沒有必要進(jìn)行的或者錯(cuò)誤的步驟是( )
圖7-9-5
A.按照圖示的裝置安裝器件
B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到學(xué)生電源的交流輸出端上
C.用天平測量出重物的質(zhì)量
D.先放手讓紙帶和重物下落,再接通電源開關(guān)
E.在打出的紙帶上,依據(jù)打點(diǎn)的先后順序選取A、B、C、D四個(gè)合適的相鄰點(diǎn),通過測量計(jì)算得出B、C兩點(diǎn)的速度為vB、vC,并測出B、C兩點(diǎn)間的距離為h
F.在誤差允許范圍內(nèi),看減少的重力勢能mgh是否等于增加的動能mv-mv,從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律
【解析】 步驟C不必要,因?yàn)楦鶕?jù)測量原理,重物的動能和勢能表達(dá)式
3、中都包含了質(zhì)量m,可以約去,所以不必測量重物的質(zhì)量;步驟D錯(cuò),應(yīng)先接通電源,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后再釋放紙帶.
【答案】 CD
3.(xx·重慶高考)我國艦載飛機(jī)在“遼寧艦”上成功著艦后,某課外活動小組對艦載飛機(jī)利用阻攔索著艦的力學(xué)問題很感興趣.他們找來了木板、鋼球、鐵釘、橡皮條以及墨水,制作了如圖7-9-6所示的裝置,準(zhǔn)備定量研究鋼球在橡皮條阻攔下前進(jìn)的距離與被阻攔前速率的關(guān)系.要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,需直接測量的物理量是鋼球由靜止釋放時(shí)的________和在橡皮條阻攔下前進(jìn)的距離,還必須增加的一種實(shí)驗(yàn)器材是________.忽略鋼球所受的摩擦力和空氣阻力,重力加速度已知,根據(jù)________定
4、律,可得到鋼球被阻攔前的速率.
圖7-9-6
【解析】 根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知mgh=mv2,v=,要研究v與前進(jìn)的距離的關(guān)系,需要直接測出鋼球距水平木板的高度h,要測距離及高度,必須增加實(shí)驗(yàn)器材刻度尺.
【答案】 高度(距水平木板的高度) 刻度尺 機(jī)械能守恒
4.圖7-9-7中甲、乙兩圖都是用來“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的裝置示意圖,已知該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50 Hz.
甲 乙 丙
圖7-9-7
(1)甲、乙兩圖相比較,________圖所示的裝置較好,簡單說明原因:____.
(2)丙圖是采用較好的裝置并按正確的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)打出的一條
5、紙帶,其中O點(diǎn)為打出的第一個(gè)點(diǎn),標(biāo)為1,后面依次打下的一系列點(diǎn)跡分別標(biāo)為2、3、4、5、….經(jīng)測量,第1、2兩點(diǎn)間的距離小于1 mm.對此小張和小李兩位同學(xué)展開了討論.小張同學(xué)認(rèn)為:由自由落體運(yùn)動可知,紙帶若由靜止開始下落,則1、2兩點(diǎn)間的距離應(yīng)接近2 mm,這樣的紙帶不能用來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理;小李同學(xué)認(rèn)為:紙帶上1、2兩點(diǎn)間的距離沒有接近2 mm是因?yàn)榇虻谝粋€(gè)點(diǎn)時(shí)紙帶速度不為0,所以不要從第一點(diǎn)就開始計(jì)算,我們必須從后面的計(jì)數(shù)點(diǎn)中取點(diǎn)算出速度與高度來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.
兩人的觀點(diǎn)是否正確?________.紙帶上1、2兩點(diǎn)間的距離遠(yuǎn)小于2 mm的主要原因是________.
(3)如
6、果以為縱軸,以h為橫軸,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出-h圖線是________,該圖線的斜率是________.
【解析】 做本實(shí)驗(yàn)時(shí)沒有必要刻意選擇第1、2點(diǎn)間距離接近2 mm的紙帶.如果1、2點(diǎn)間的距離小于2 mm,意味著打第1個(gè)點(diǎn)時(shí)紙帶未同步開始下落,而是有些滯后.若重物自由下落,應(yīng)有mv2=mgh,即v2=g·h,由數(shù)學(xué)知識可知,和h成正比,繪出-h(huán)圖線將是正比例函數(shù)圖象,圖線的斜率k=g.
【答案】 (1)甲 因?yàn)橛脢A子固定紙帶,可以避免乙圖中用手握住紙帶的弊端,一方面,由于手的抖動會造成紙帶上的第一個(gè)點(diǎn)跡被拖長或位置不確定;另一方面,用夾子固定紙帶,便于將紙帶調(diào)整為豎直方向,以避免紙帶與打
7、點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔之間產(chǎn)生過大的摩擦(兩方面答出其一就算對) (2)兩人的觀點(diǎn)都不正確 打第1個(gè)點(diǎn)時(shí)紙帶未同步開始下落,而是有些滯后 (3)正比例函數(shù)圖象(或“過原點(diǎn)的一條傾斜直線”) 重力加速度g
5.某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.頻閃儀每隔0.05 s閃光一次,圖7-9-8中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實(shí)際距離,該同學(xué)通過計(jì)算得到不同時(shí)刻的速度如下表(當(dāng)?shù)刂亓铀俣热?.8 m/s2,小球質(zhì)量m=0.2 kg,結(jié)果保留三位有效數(shù)字):
圖7-9-8
時(shí)刻
t2
t3
t4
t5
速度/
(m/s)
5.59
5.08
4.58
(1)由頻閃
8、照片上的數(shù)據(jù)計(jì)算t5時(shí)刻小球的速度v5=________ m/s.
(2)從t2 到t5時(shí)間內(nèi),重力勢能增加量ΔEp=________J,動能減少量ΔEk=________J.
(3)在誤差允許的范圍內(nèi),若ΔEp與ΔEk近似相等,從而驗(yàn)證了機(jī)械能守恒守律.由上述計(jì)算得ΔEp________ΔEk(選填“>”“<”或“=”),造成這種結(jié)果的主要原因是______________________________________________________.
【解析】 (1)v5=cm/s=408 cm/s=4.08 m/s.
(2)由題給條件知:
h25=(26.68+24.16+2
9、1.66)cm=72.5 cm=0.725 m.
ΔEp=mgh25=0.2×9.8×0.725 J=1.42 J
ΔEk=mv-mv=×0.2×(5.592-4.082) J=1.46 J.
(3)由(2)中知ΔEp<ΔEk,因?yàn)榇嬖诳諝庾枇Φ仍?,?dǎo)致重力勢能的增加量小于動能的減少量.
【答案】 (1)4.08 (2)1.42 1.46 (3)< 原因見解析
6.某同學(xué)做驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)時(shí),不慎將一條挑選出的紙帶一部分損壞,損壞的是前端部分.剩下的一段紙帶上各相鄰點(diǎn)間的距離已測出標(biāo)在圖7-9-9中,單位是
cm.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50 Hz,重力加速度g取9.8 m/s
10、2.
圖7-9-9
(1)重物在2點(diǎn)的速度v2=______,在5點(diǎn)的速度v5=______,此過程中動能增加量ΔEk=______,重力勢能減少量ΔEp=______.由以上可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:__________________________________________________________________.
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)判斷下列圖象正確的是(其中ΔEk表示物體動能的變化量,Δh表示物體下落的高度)( )
【解析】 (1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律,可以求出重物在2點(diǎn)的速度v2=m/s=1.50 m/s和重物在5點(diǎn)的速度v5= m/s=2.075 m/s,所以動能增加量為Δ Ek=v-v=1.03m J,從打2點(diǎn)到打5點(diǎn)重力勢能減少量為ΔEp=mgh25=m×9.8×(3.2+3.6+4.0)×10-2J=1.06m J,由以上可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論為:在誤差允許的范圍內(nèi),機(jī)械能守恒.
(2)物體機(jī)械能守恒,應(yīng)有物體減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為增加的動能,即ΔEk=mgΔh,可見物體增加的動能與下落的距離成正比,選項(xiàng)C正確.
【答案】 (1)1.50 m/s 2.075 m/s 1.03m J 1.06m J 在誤差允許的范圍內(nèi),機(jī)械能守恒
(2)C