课堂新坐标2016_2017学年高中物理第4章机械能和能源第5节验证机械能守恒定律学业分层测评粤教版

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1、验证机械能守恒定律(建议用时：45分钟)[学业达标]1．在“验证机械能守恒定律”实验中，纸带将被释放瞬间的四种情况如照片所示，其中最合适的是(　　)【解析】　开始释放时，重锤要靠近打点计时器，纸带应保持竖直方向，故D正确．【答案】　D2．(2016·九江高一检测)在“验证机械能守恒定律”的实验中：(1)下列物理量中需要用工具直接测量的有(　　)A．重物的质量B．重力加速度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)实验中，如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的h图线应是________，才能合乎实验验证的要求，h图线的斜率等于________的数值．

2、【解析】　(1)在“验证机械能守恒定律”的实验中，只需要用刻度尺测量重物下落的高度．重物的质量不用测量．重力加速度不需要测量．通过计算可以得到与重物下落高度对应的重物的瞬时速度．故选C.(2)在验证机械能守恒定律的实验中，有：mgh＝mv2，则有：＝gh，由于g是常数，所以h图线为过原点的倾斜直线，图线的斜率等于g.【答案】　(1)C　(2)过原点的倾斜直线　重力加速度g3．在“验证机械能守恒定律”的实验中，某同学实验时，手总是抖动，找不出一条起始点迹清晰的纸带，该同学便选取一段纸带进行测量，如图454所示，A、B、C、D、E、F是以2个计时点为1个计数点，其测量结果是AB

3、＝4.53cm，AC＝10.58cm，AD＝18.17cm，AE＝27.29cm，AF＝37.94cm(g取9.8m/s2)．(1)若重物质量为m，从B到E重力势能减少了多少？(2)从B到E动能增加了多少？(3)试对实验结果进行分析．图454【解析】　(1)ΔEp＝mgΔh＝mg·BE＝m×9.8×(27.29－4.53)×10－2J＝2.23mJ；(2)由匀变速运动的速度特征得vB＝AC＝＝m/s＝1.32m/s，vE＝DF＝＝m/s＝2.47m/s.又根据Ek＝mv2有EkB＝×m×1.322J＝0.87mJ，EkE＝×m×2.472J＝3.05mJ，故ΔEk＝EkE－

4、EkB＝(3.05m－0.87m)J＝2.18mJ.(3)动能增加量为2.18mJ，略小于重力势能减少量，考虑实验误差，在实验误差允许的范围内，动能的增加等于重力势能的减少量，即机械能守恒．【答案】　见解析4．(2016·包头高一检测)在验证机械能守恒定律的实验中，与纸带相连的质量为1kg的重锤自由下落，打出的纸带如图455所示，相邻计数点时间间隔为0.02s，g取9.8m/s2.求：图455(1)打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB＝________m/s(保留两位有效数字)；(2)某同学根据纸带上的O点到B点的数据，计算出物体的动能增加量ΔEk＝0.47J，重力势能

5、减小量ΔEp＝0.48J，经过多次实验均发现ΔEk略小于ΔEp，试分析或解释形成这个现象的原因：_____________________________________________________________________________________________.【解析】　(1)vB＝AC＝＝m/s≈0.97m/s(2)由于重锤下落过程中要克服空气阻力及纸带所受阻力做功，所以下落过程中，重锤的机械能有少量损失，增加的动能总是略小于减少的重力势能．【答案】　(1)0.97　(2)由于要克服空气阻力和纸带所受阻力做功，重锤的机械能略减少[能力提升]5．某同学

6、利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．频闪仪每隔0.05s闪光一次，图456中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8m/s2，小球质量m＝0.2kg，计算结果保留三位有效数字)：图456时刻t2t3t4t5速度(m·s－1)4.994.483.98(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5＝________m/s；(2)从t2到t5时间内，重力势能增量ΔEp＝________J，动能减少量ΔEk＝________J；(3)在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算得ΔEp__

7、______ΔEk(选填“＞”“＜”或“＝”)，造成这种结果的主要原因是___________________________________________________________________________________________________.【解析】　(1)t5时刻小球的速度v5＝×10－2m/s＝3.48m/s；(2)从t2到t5时间内，重力势能增量ΔEp＝mgh25＝0.2×9.8×(23.68＋21.16＋18.66)×10－2J＝1.24J，动能减少量ΔEk＝mv－mv＝1.2