2019年高中物理 第7章 第9节实验 验证机械能守恒定律同步检测 新人教版必修2

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1、2019年高中物理第7章第9节实验验证机械能守恒定律同步检测新人教版必修21．(温州十校联合体xx～xx学年高一下学期联考)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(　　)答案：D2．一同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源有交流电(频率为50Hz)和直流电两种输出。实验中，重锤从高处由静止开始落下，重锤拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点进行测量，即可验证机械能守恒定律。该同学按如下步骤进行实验：A．用天平测量出重锤的质量；B．按图示的装置安装器件；C．将打点计时器接到电源的直流输出端上；D．接通电

2、源后释放悬挂纸带的夹子，打出一条纸带；E．换用另外纸带，重复步骤D；F．选取合适的纸带；G．测量所选纸带上某些点之间的距离；H．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能和它增加的动能，比较二者是否相等。以上实验步骤中有一项是没有必要进行的，它的步骤编号是________；有一项步骤操作有误，它的步骤编号是________。答案：A；C解析：验证机械能守恒时，等式两边可以约去质量，所以不需要测量重锤的质量；打点计时器需接到低压交流电源上，C步骤错误。3．(济南一中xx～xx学年高一下学期期中)在《验证机械能守恒定律》实验中，打出的纸带如图所示，其中A、B为打点计时器打下的第1

3、、2个点，AB＝2mm，D、E、F为点迹清晰时连续打点的计时点，测得D、E、F到A的距离分别为S1、S2、S3(图中未画出)。设打点计时器的打点频率为f，重物质量为m，实验地点重力加速度为g。一位学生想从纸带上验证打下A点到打下E点过程中，重物的机械能守恒。(1)实验中，如下哪些操作是必要的________。A．用秒表测量时间B．重物的质量应尽可能大些C．先开电源后放纸带D．先放纸带后开电源(2)重物重力势能减少量ΔEP＝________，动能增量ΔEK＝________。(3)比较ΔEP和ΔEK发现，重物重力势能的减少量ΔEP大于动能的增加量ΔEK，造成这一误差的原因_____

4、___________________________________。答案：(1)BC　(2)mgs2，(3)摩擦阻力和空气阻力做负功，损失了机械能。解析：(1)实验中为减少误差，重物的质量要大些；要先开电源，再放纸带。(2)由于AB＝2mm，所以A为计时起点ΔEP＝mgs2，vE＝＝ΔEK＝mv＝(3)由于存在阻力，所以ΔEP>ΔEK。4．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图所示：(1)实验步骤：①将气垫导轨放在水平面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平；②用游标卡尺测量挡光条的宽度为l＝9.30mm。③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s＝________

5、__________cm。④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已能过光电门2；⑤从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间Δt1和Δt2；⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式；①滑块通过光电门1和光电门2的瞬时速度分别为v1＝________和v2＝________。②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1＝________和Ek2＝________。③在滑块从光电门1运动到光

6、电门2的过程中，系统势能的减少量ΔEp＝________(重力加速度为g)。(3)如果ΔEp＝________，则可认为验证了机械能守恒定律。答案：(1)③60.00(答案在59.96～60.04之间的也可)(2)①　　②(M＋m)()2(M＋m)()2　③mgs(3)Ek2－Ek1解析：(1)距离s＝80.30cm－20.30cm＝60.00cm。(2)①由于挡光条宽度很小，因此可以将挡光条通过光电门时的平均速度当成瞬时速度，挡光条的宽度l可用游标卡尺测量，挡光时间Δt可从数字计时器读出。因此，滑块通过光电门1和光电门2的瞬时速度分别为v1＝，v2＝。②当滑块通过光电门1和光电

7、门2时，系统的总动能分别为Ek1＝(M＋m)v＝(M＋m)()2；Ek2＝(M＋m)v＝(M＋m)()2。③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量ΔEp＝mgs。(3)如果在误差允许的范围内ΔEp＝Ek2－Ek1，则可认为验证了机械能守恒定律。能力提升1．在“验证机械能守恒定律”的实验中：(1)供实验选择的重物有以下四个，应选择：(　　)A．质量为10g的砝码B．质量为200g的木球C．质量为50g的塑料球D．质量为200g的铁球(2)下列叙述正确的是(　　)A