高中物理粵教版第四章機(jī)械能和能源 第四章第五節(jié)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

第四章機(jī)械能和能源第五節(jié)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律1．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法或做法正確的是()A．必須用秒表測(cè)重物下落的時(shí)間B．選用質(zhì)量小的重物可減小實(shí)驗(yàn)誤差C．實(shí)驗(yàn)時(shí)必須先用天平測(cè)出重物的質(zhì)量D．實(shí)驗(yàn)中不得用公式v＝eq\r(2gh)求下落高度h時(shí)的速度解析：實(shí)驗(yàn)中通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)算時(shí)間，不需要秒表，A錯(cuò)誤．實(shí)驗(yàn)供選擇的重物應(yīng)該是相對(duì)質(zhì)量較大、體積較小的物體，這樣能減少摩擦阻力的影響，B錯(cuò)誤．因?yàn)槭潜容^mgh、eq\f(1,2)mv2的大小關(guān)系，故m可約去，不需要測(cè)出重物的質(zhì)量，C錯(cuò)誤．若用公式v＝eq\r(2gh)求下落高度h時(shí)的速度，表明就已經(jīng)承認(rèn)了機(jī)械能守恒，這與本實(shí)驗(yàn)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的目的矛盾，D對(duì)．答案：D2．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(huì)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(duì)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：B3.(多選)用如圖所示的實(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，沒有必要進(jìn)行的或者錯(cuò)誤的步驟是()A．按照?qǐng)D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(cè)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(cè)量計(jì)算得出B、C兩點(diǎn)的速度為vB、vC，并測(cè)出B、C兩點(diǎn)間的距離為hF．在誤差允許范圍內(nèi)，看減少的重力勢(shì)能mgh是否等于增加的動(dòng)能eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)，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(cè)量原理，重物的動(dòng)能和勢(shì)能表達(dá)式中都包含了質(zhì)量m，可以約去，所以不必測(cè)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：CD4．某次“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，用6V、50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條無漏點(diǎn)的紙帶，如圖所示，O點(diǎn)為重錘下落的起點(diǎn)，選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)為A、B、C、D，各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的長度已在圖上標(biāo)出，單位為毫米，重力加速度取9.8m/s2，重錘質(zhì)量為1(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，重錘下落的速度為vB＝____m/s，重錘的動(dòng)能EkB＝______J.(2)從開始下落算起，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，重錘的重力勢(shì)能減小量為________J.(3)根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，得到的結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘從靜止開始到打出B點(diǎn)的過程中，__________________．解析：(1)重錘下落的速度vB＝eq\f(hAC,2T)＝eq\f(（－）×10－3,2×m/s＝1.17m/s.重錘在打出B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkB＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)×1×J＝J.(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，重錘的重力勢(shì)能減小量ΔEp減＝mghOB＝1×××10－3J＝J.(3)由(1)、(2)計(jì)算結(jié)果可知，重錘下落過程中，在實(shí)驗(yàn)允許的誤差范圍內(nèi)，動(dòng)能的增加量等于其重力勢(shì)能的減少量，機(jī)械能守恒．答案：(1)(2)(3)機(jī)械能守恒5．用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中：(1)運(yùn)用公式eq\f(1,2)mv2＝mgh對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求是__________，為達(dá)到此目的，所選擇的紙帶第1、第2兩點(diǎn)間的距離應(yīng)接近________．(2)若實(shí)驗(yàn)中所用重錘的質(zhì)量m＝1kg，打點(diǎn)紙帶如圖所示，打點(diǎn)時(shí)間間隔為s，則記錄B點(diǎn)時(shí)，重錘的速度vB＝________，重錘的動(dòng)能Ek＝________，從開始下落起至B點(diǎn)重錘的重力勢(shì)能減少量是________，(3)根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點(diǎn)的速度v，下落距離h，則以eq\f(v2,2)為縱軸，以h為橫軸畫出的圖象應(yīng)是()解析：(1)重錘從靜止開始自由下落時(shí)，在s內(nèi)的位移應(yīng)為h＝eq\f(1,2)gt2＝eq\f(1,2)××0.022m≈2mm.(2)vB＝eq\f(sAC,2T)＝eq\f(（－）×10－3,2×m/s＝0.58m/s，此時(shí)重錘的動(dòng)能為Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)×1×J＝J，重錘的重力勢(shì)能減少量為ΔEp＝mghB＝1×××10－3J＝J．因此在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘的機(jī)械能守恒．(3)由機(jī)械能守恒定律可知，mgh＝eq\f(1,2)mv2，即驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律成立，只需驗(yàn)證eq\f(1,2)v2＝g