【】高中新課標人教版物理必修二(學案課件+課時練習)第七章機械能守恒定律第十節(jié)能量守恒定律與能源

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1、第7章 第9節(jié) 基礎夯實 1．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，下列物理量中要用工具測量和通過計算得到的有(　　) A．重錘的質量 B．重力加速度 C．重錘下落的高度 D．與重錘下落高度對應的重錘瞬時速度 答案：CD 解析：通過實驗原理可知，重錘下落高度要用毫米刻度尺直接量出，下落這一高度時對應的速度用平均速度求出，故需用工具測量的是C，通過計算得到的是D. 2．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中 (1)實驗的研究對象是________． (2)供選擇的重物有以下四個應選擇(　　) A．質量為100g的鉤碼 B．質量為10g的砝碼 C．質量為200g的木球 D

2、．質量為10g的塑料球 (3)給打點計時器提供的電源如下，應選擇(　　) A．4節(jié)干電池 B．3節(jié)蓄電池 C．學生電源4V～6V，交流輸出 D．學生電源4V～6V，直流輸出 答案：(1)帶紙帶夾的重錘　(2)A　(3)C 3．在利用自由落體運動驗證機械能守恒定律的實驗中： (1)打點計時器所接交流電的頻率為50Hz，甲、乙兩條實驗紙帶如圖所示，應選________紙帶好． (2)若通過測量紙帶上某兩點間距離來計算某時刻的瞬時速度，進而驗證機械能守恒定律．現(xiàn)已測得2、4兩點間距離為s1,0、3兩點間距離為s2，打點周期為T，為了驗證0、3兩點間機械能守恒，則s1、s2和T應

3、滿足的關系為________． 答案：(1)甲　(2)T2＝ 解析：(1)由于甲圖中1、2兩點間的距離(1.9mm)接近于2mm，故選甲圖． 4．(哈師大附中08～09學年高一下學期期中)在當?shù)刂亓铀俣葹?.8m/s2的實驗室內(nèi)進行驗證機械能守恒定律的實驗中，所用電源的頻率為50Hz.一同學選擇了一條理想紙帶，用刻度尺測量時各計時點位置對應刻度尺上的讀數(shù)如圖所示．圖中O是自由落體的初始第一點，A、B、C、D是紙帶上連續(xù)的幾個點，圖中數(shù)值的單位為厘米．根據(jù)實驗并結合紙帶回答下列問題： 實驗時要從幾條紙帶中挑選第一、二兩點間的距離接近________并且點跡清晰的紙帶進行測量； 若

4、重錘質量為mkg，則重錘從開始下落到B點時，減少的重力勢能為________J；(數(shù)字部分保留三位有效數(shù)字) 若重錘質量為mkg，則重錘到B點時，重錘的動能為________J．(數(shù)字部分保留三位有效數(shù)字) 答案：2mm　6.88m　6.82m 5．(遼寧實驗中學08～09學年高一下學期期中)在“驗證機械能守恒定律”的實驗中：所用電源的頻率為50Hz.某同學選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測得各計數(shù)點到O的距離(單位：mm)如圖所示，圖中O點是打點計時器打出的第一個點，A、B、C、D、E分別是每打兩個點取出的計數(shù)點． (1)從下列器材中選出實驗所必須的，其編號為________．

5、A．打點計時器(包括紙帶)　B．重錘　C．天平 D．毫米刻度尺　E．秒表(或停表)　F．運動小車 (2)若重錘的質量為mkg，則重錘從開始下落到打B點時，減少的重力勢能是________J，從重錘下落到打B點時增加的動能是________J，得到的結論是____________________________．(取g＝9.8m/s2，結果保留三位有效數(shù)字) 答案：(1)ABD　(2)1.91m　1.88m　在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，重錘的機械能守恒 6．在利用打點計時器驗證自由下落物體機械能守恒的實驗中，設物體在打O點時釋放，打點計時器打A點時物體速度為v，如圖所示，一同學在實驗報告中填

6、寫如下： v＝2.36m/s.h＝28.76cm，＝2.785m2/s2，gh＝2.718m2/s2.由以上數(shù)據(jù)說明在誤差范圍內(nèi)相等，故機械能守恒． 老師批閱：“數(shù)據(jù)非實驗所得！” 老師作此批閱的理由是什么？ 答案：在本實驗中，由于空氣阻力和摩擦力不可避免，所以重力勢能的減少量大于動能的增加量，或者說物體下落的實際加速度a＜g.所以實驗所測數(shù)據(jù)的實際結果應是v2＜gh.而不是這位同學的v2＞gh. 能力提升 1．在研究重物自由下落過程中機械能守恒的實驗中，得到如圖所示的一條紙帶，該紙帶上最初打出的幾個點不清楚，紙帶上留下的是后面的一些點．算出打下B、C兩點時，重物速度分別是vB、v

7、C，量得B、C兩點間的距離為h，那么驗證機械能守恒的表達式可寫為(　　) A．gh＝v－v　　　　 B．gh＝v－v C．vC＝vB＋aT D．v＋v＝2gh 答案：B 解析：從B→C的過程ΔEP減＝mgh， ΔEk增＝mv－mv， 所以需驗證的表達式為mgh＝mv－mv. 即gh＝v－v. 2．(福建廈門六中08～09學年高一下學期期中)在驗證機械能守恒定律的實驗中，質量為m＝1.00kg的重錘拖著紙帶下落，在此過程中，打點計時器在紙帶上打出一系列的點．在紙帶上選取五個連續(xù)的點A、B、C、D和E，如圖所示．其中O為重錘開始下落時記錄的點，各點到O點的距離分別是31

8、.4mm、49.0mm、70.5mm、95.9mm、124.8mm.當?shù)刂亓铀俣萭＝9.8m/s2. 本實驗所用電源的頻率f＝50Hz.(結果保留三位有效數(shù)字) (1)打點計時器打下點B時，重錘下落的速度vB＝________m/s，打點計時器打下點D時，重錘下落的速度vD＝________m/s. (2)從打下點B到打下點D的過程中，重錘重力勢能減小量ΔEp＝________J，重錘動能增加量ΔEk＝________J. (3)在誤差允許范圍內(nèi)，通過比較________就可以驗證重錘下落過程中機械能守恒了． (4)設重錘在下落過程中受到恒定不變的阻力F，則可根據(jù)本實驗數(shù)據(jù)求得阻

9、力F的表達式為________(用題中所給字母m，g，s1，s2，f表示)． 答案：(1)0.975　1.36　(2)0.459　0.447 (3)重力勢能的減小量和動能的增加量相等 (4)mg－m(s2－s1)f2 3．如圖甲所示，用包有白紙的質量為1.00kg的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在電動機上并隨之轉動，使之替代打點計時器．當燒斷懸掛圓柱棒的線后，圓柱棒豎直自由下落，毛筆就在圓柱棒表面的紙上畫出記號，如圖乙所示，設毛筆接觸棒時不影響棒的運動．測得記號之間的距離依次為26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm，已知電動機銘牌

10、上標有“1440r/min”的字樣，由此驗證機械能守恒．根據(jù)以上內(nèi)容，回答下列問題： (1)毛筆畫相鄰兩條線的時間間隔T＝________s，圖乙中的圓柱棒的________端是懸掛端(填“左”或“右”)． (2)根據(jù)乙所給的數(shù)據(jù)，可知毛筆畫下記號C時，圓柱棒下落的速度vC＝________m/s；畫下記號D時，圓柱棒下落的速度vD＝________m/s；記號C、D之間圓柱棒的動能的變化量為______J，重力勢能的變化量為________J(g＝9.8m/s2)．由此可得出的結論是________．(結果保留兩位有效數(shù)字) 答案：(1)T＝＝s＝0.042s，左端相鄰筆跡間間距大

11、，故左端是懸掛端． (2)vC＝m/s＝1.2m/s， vD＝m/s＝1.6m/s， ΔEK＝m(v－v)＝0.53J，ΔEP＝mg＝0.57J， 在誤差允許范圍內(nèi)，圓柱體的機械能是守恒的． 4．用落體法“驗證機械能守恒定律”的實驗中，根據(jù)紙帶算出相關的速度v，量出下落距離h，則以為縱軸，以h為橫軸，畫出的圖象應是下圖中的哪一個？其斜率又表示什么？ 答案：C　其斜率表示重力加速度g 解析：對于自由落體運動，由靜止開始下落高度h后，重力勢能減少mgh，動能增加mv2，應滿足mgh＝mv2，即v2＝g·h. 5．圖中甲、乙兩圖都是利用“驗證機械能守恒定律”的實驗來測量當?shù)氐闹亓?/p>

12、加速度g值的裝置示意圖．已知打點計時器的打點頻率為50Hz. (1)這兩圖相比較，用哪個圖所示的裝置實驗較好？簡單說明理由． (2)上圖中的丙是采用較好的裝置并按正確的實驗步驟進行實驗打出的一條紙帶，其中O點為打點的第一個點，標為1，后面依次打下的一系列點跡分別為2、3、4、5…….經(jīng)測量，第15至17點間的距離為11.69cm，第1至第16點間的距離為43.83cm，則打下第16個點時，重物下落的速度大小為________m·s－1.在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，可認為重物在下落的過程中機械能守恒，由此求得重力加速度值為g＝________m·s－2(要求保留3位有效數(shù)字)． 答案：甲圖

13、　2.92m·s－1　9.74m·s－2 解析：(1)用甲圖所示的裝置實驗較好．因為用夾子固定，可以避免乙圖由于手的抖動而造成紙帶上的第1個點跡被拖長和位置不確定的現(xiàn)象．另外由于用夾子固定紙帶，便于紙帶調整到豎直方向，以避免紙帶與打點計時器(限位孔)之間產(chǎn)生較大的摩擦，而乙圖中用手握住紙帶，難于做到這一點． (2)v16＝＝2.9225(m·s－1)． 由mgh＝mv，得： g＝＝＝9.74(m·s－2) 注：本題中利用“驗證機械能守恒定律”的實驗來完成測量當?shù)氐闹亓铀俣萭值，這是對教材中實驗方法的拓展．這種拓展，是近年來高考實驗題的變化趨勢．學習中需重視更新實驗情景，變換實驗方式，不斷提高觀察的思維能力．