7.9《实验：验证机械能守恒定律》

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1、7.9课时作业基础达标1．在“验证机械能守恒定律”的实验中，对于自由下落的重物，下列选项中可取的是(　　)A．选用重物时，重的比轻的好B．选用重物时，体积小的比大的好C．重物所受重力应与它所受的空气阻力和纸带所受打点计时器的阻力平衡D．重物所受重力应远大于它所受的空气阻力和纸带所受打点计时器的阻力【解析】　应选择阻力影响足够小的重物．【答案】　D2．为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用实验系统设计了一个实验，实验装置如图所示，图中A、B两点分别固定了两个速度传感器，速度传感器可以测出运动物体

2、的瞬时速度．在实验中测得一物体自由下落经过A点时的速度是v1，经过B点时的速度是v2，为了证明物体经过A、B两点时的机械能相等，这位同学又设计了以下几个步骤，你认为其中不必要或者错误的是(　　)A．用天平测出物体的质量B．测出A、B两点间的竖直距离C．测量物体的质量，利用mv－mv算出物体从A点运动到B点的过程中动能的变化量D．验证v－v与2gh是否相等【答案】　AC3．“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法．(取g＝10m/s2)(1)用公式mv2＝mgh时，对纸带上起点的要求是初速度为____

3、____，为达到此目的，所选择的纸带第一、二两点间距应接近________．(2)若实验中所用重锤质量m＝1kg，打点纸带如甲图所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重锤速度vB＝________，重锤的动能EkB＝________，从开始下落起至B点，重锤的重力势能减少量是________，因此可得出的结论是________．(3)根据纸带算出的相关各点的速度值，量出下落的距离，则以为纵轴，以h为横轴画出的图线应是乙图中的________．【解析】　(1)初速度为0，所选第一、第二两点间距接近2mm

4、.(2)vB＝＝m/s＝0.59m/sEkB＝mv＝×1×0.592J＝0.174JΔEp＝mghB＝1×10×17.6×10－3J＝0.176J.(3)由mv2＝mgh可得＝gh∝h，故选项C正确．【答案】　(1)0　2mm(2)0.59m/s　0.174J　0.176J　在实验误差允许的范围内，重锤动能的增加量等于势能的减少量(3)C4．在验证机械能守恒的实验中，某同学利用图甲中器材进行实验，正确地完成实验操作后，得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示．在实验数据处理中，某同学取A、B两点来验证实验．已知打点

5、计时器每隔0.02s打一个点，图中测量结果记录在下面的表格中．项目x1/cmA点瞬时速度/(m·s－1)x2/cmB点瞬时速度/(m·s－1)AB两点间距离/cm数据3.920.9812.8050.00(1)观察纸带，可知连接重物的夹子应夹在纸带的________端；(选填“左”或“右”)(2)将表格中未填项目填写完整；(3)若重物和夹子的总质量为0.6kg，那么在A到B运动过程中，动能的增加量为________J，重力势能的减少量为________J.【解析】　(1)重物刚开始运动，速度较小，点迹比较密集，

6、故夹子应夹在纸带的左端；(2)vB＝＝3.20m/s；(3)在A到B运动过程中，动能的增加量ΔEk＝mv－mv≈2.78J，重力势能的减少量ΔEp＝mghAB＝2.94J.【答案】　(1)左　(2)3.20　(3)2.78　2.945．在“验证机械能守恒定律”的实验中，设打点时间间隔为T，某同学得到一条纸带如图所示，对于求前4个点的速度，有三种做法：甲同学：分别测出x1、x2、x3、x4、x5，然后由v1＝，v2＝，v3＝，v4＝求前4个点的速度．乙同学：分别测出h1、h2、h3、h4、h5，然后由v1＝，v

7、2＝，v3＝，v4＝求前4个点的速度．丙同学：由公式vt＝gt得v1＝gT、v2＝2gT、v3＝3gT、v4＝4gT，计算出前4个点的速度．你认为他们的做法对不对？说明理由．【解析】　甲同学的计算方法虽然符合纸带上某点的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度的原理，但测量方法不如乙同学，因为分段测量误差较大，乙同学的测量方法误差较小，故应采用乙同学的方法．至于丙同学的做法是完全错误的．因为只要认为加速度为g，机械能就肯定是守恒的，那也就无需去做实验验证了．用机械能守恒定律去验证机械能守恒，这在逻辑推理上叫做循环论证

8、．况且用v＝gt算出的速度一定比从纸带上测量算出的值要大，因为实际实验中阻力不可避免，其加速度aEp＝mg·的情况，所以不能用v＝gt或v＝去计算速度．【答案】　见解析能力提升1.利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案：A．用刻度尺