【同步測試】《機(jī)械能守恒定律》同步練習(xí)1【高中物理必修2】

《機(jī)械能守恒定律》同步練習(xí)課時一1．將螺母掛在鐵架臺上，螺母由高處釋放，螺母向下擺動的過程中，重力做______功，動能________，重力勢能________，在螺母向上擺動的過程中，重力做______功，動能________，重力勢能______，并且上升的高度與釋放點的高度______．2．在自由落體運(yùn)動或拋體運(yùn)動中，物體從高為h1的A處運(yùn)動到高為h2的B處，重力做功等于重力勢能的變化的負(fù)值，即________________，此過程也可由動能定理得到．重力做功等于物體動能的變化，即W＝________，所以有Ep1－Ep2＝Ek2－Ek1，即Ep1＋Ek1＝________.3．在只有________________做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能會發(fā)生相互________，但機(jī)械能的總量保持不變，這叫做機(jī)械能________定律，其表達(dá)式可以寫成Ek1＋Ep1＝__________或Ek2－Ek1＝____________.4．關(guān)于機(jī)械能守恒定律的適用條件，下列說法正確的是()A．只有重力和彈力作用時，機(jī)械能才守恒B．當(dāng)有其他外力作用時，只要合外力為零，機(jī)械能就守恒C．當(dāng)有其他外力作用時，只要其他外力不做功，機(jī)械能就守恒D．炮彈在空中飛行不計阻力時，僅受重力作用，所以爆炸前后機(jī)械能守恒5.圖1從h高處以初速度v0豎直向上拋出一個質(zhì)量為m的小球，如圖1所示．若取拋出處物體的重力勢能為0，不計空氣阻力，則物體著地時的機(jī)械能為()A．mgh B．mgh＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)C.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0) D.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－mgh6．質(zhì)量均為m的甲、乙、丙三個小球，在離地面高為h處以相同的動能在豎直平面內(nèi)分別做平拋、豎直下拋、沿光滑斜面下滑的運(yùn)動，則()A．三者到達(dá)地面時的速率相同B．三者到達(dá)地面時的動能相同C．三者到達(dá)地面時的機(jī)械能相同D．三者同時落地【概念規(guī)律練】知識點一機(jī)械能守恒的判斷1．機(jī)械能守恒的條件中“只有重力對物體做功”這句話的意思是()A．物體只能受重力的作用，而不能受其他力的作用B．物體除受重力以外，還可以受其他力的作用，但其他力不做功C．只要物體受到的重力做了功，物體的機(jī)械能就守恒，與其他力做不做功無關(guān)D．以上說法均不正確2．如圖2所示，下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的是()圖2A．甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，A機(jī)械能守恒B．乙圖中，在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑時，物體B機(jī)械能守恒C．丙圖中，不計任何阻力時，A加速下落，B加速上升過程中，A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D．丁圖中，小球沿水平面做勻速圓錐擺運(yùn)動時，小球的機(jī)械能守恒知識點二機(jī)械能守恒定律3．如圖3所示，圖3在地面上以速度v0拋出質(zhì)量為m的物體，拋出后物體落到比地面低h的海平面．若以地面為參考平面且不計空氣阻力，則()A．物體落到海平面時的重力勢能為mghB．重力對物體做的功為mghC．物體在海平面上的動能為eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＋mghD．物體在海平面上的機(jī)械能為eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)圖44．假設(shè)過山車在軌道頂點A無初速度釋放后，全部運(yùn)動過程中的摩擦均可忽略，其他數(shù)據(jù)如圖4所示，求過山車到達(dá)B點時的速度．(g取10m/s2)【方法技巧練】一、鏈條類問題的分析方法5．如圖5所示，圖5總長為L的光滑勻質(zhì)鐵鏈跨過一個光滑的輕小滑輪，開始時下端A、B相平齊，當(dāng)略有擾動時其一端下落，則當(dāng)鐵鏈剛脫離滑輪的瞬間，鐵鏈的速度為多大？二、系統(tǒng)機(jī)械能守恒問題的分析方法6．如圖6所示，圖6A、B兩球質(zhì)量分別為4m和5m，其間用輕繩連接，跨放在光滑的半圓柱體上的半徑為R)．兩球從水平直徑的兩端由靜止釋放．已知重力加速度為g，圓周率用π表示．當(dāng)球A到達(dá)最高點C時，求：球A的速度大小．三、機(jī)械能守恒定律的綜合應(yīng)用7．如圖7所示，圖7質(zhì)量不計的輕桿一端安裝在水平軸O上，桿的中央和另一端分別固定一個質(zhì)量均為m的小球A和B(可以當(dāng)做質(zhì)點)，桿長為l，將輕桿從靜止開始釋放，不計空氣阻力．當(dāng)輕桿通過豎直位置時，求：小球A、B的速度各是多少？1．關(guān)于物體機(jī)械能是否守恒的敘述，下列說法中正確的是()A．做勻速直線運(yùn)動的物體機(jī)械能一定守恒B．做勻變速直線運(yùn)動的物體，機(jī)械能一定不守恒C．外力對物體做功等于零時，機(jī)械能一定守恒D．若只有重力對物體做功，機(jī)械能一定守恒2．如圖8所示，圖8物體在斜面上受到平行于斜面向下的拉力F作用，沿斜面向下運(yùn)動，已知拉力F的大小恰好等于物體所受的摩擦力，則物體在斜面上的運(yùn)動過程中()A．做勻速運(yùn)動 B．做勻加速運(yùn)動C．機(jī)械能保持不變 D．機(jī)械能減小3.圖9如圖9所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，在彈簧壓縮到最短的整個過程中，下列關(guān)于機(jī)械能的敘述中正確的是()A．重力勢能和動能之和總保持不變B．重力勢能和彈性勢能之和總保持不變C．動能和彈性勢能之和保持不變D．重力勢能、彈性勢能和動能之和總保持不變4.圖10在下列幾個實例中，機(jī)械能守恒的是()A．在平衡力作用下運(yùn)動的物體B．在豎直平面上被細(xì)線拴住做勻速圓周運(yùn)動的小球C．在粗糙斜面上下滑的物體，下滑過程中受到沿斜面向下的拉力，拉力大小等于滑動摩擦力D．如圖10所示，在光滑水平面上壓縮彈簧過程中的小球5．如圖11所示，圖11一個小孩從粗糙的滑梯上加速滑下，對于其機(jī)械能的變化情況，下列判斷正確的是()A．重力勢能減小，動能不變，機(jī)械能減小B．重力勢能減小，動能增加，機(jī)械能減小C．重力勢能減小，動能增加，機(jī)械能增加D．重力勢能減小，動能增加，機(jī)械能不變6．如圖12所示，圖12一根長為l1的橡皮條和一根長為l2的繩子(l1<l2)懸于同一點，橡皮條的另一端系一A球，繩子的另一端系一B球，兩球質(zhì)量相等，現(xiàn)從懸線水平位置(繩拉直，橡皮條保持原長)將兩球由靜止釋放，當(dāng)兩球擺至最低點時，橡皮條的長度與繩子長度相等，此時兩球速度的大小為()A．B球速度較大 B．A球速度較大C．兩球速度相等 D．不能確定圖137．在足球比賽中，甲隊隊員在乙隊禁區(qū)附近主罰定位球，并將球從球門右上角貼著球門射入，如圖13所示．已知球門高度為h，足球飛入球門時的速度為v，足球質(zhì)量為m，不計空氣阻力和足球大小，則該隊員將足球踢出時對足球做的功為()A.eq\f(1,2)mv2 B．mgh＋eq\f(1,2)mv2C．mgh D.eq\f(1,2)mv2－mgh8.圖14如圖14所示，兩個eq\f(3,4)圓弧軌道固定在水平地面上，半徑R相同，A軌道由金屬凹槽制成，B軌道由金屬圓管制成，均可視為光滑軌道．在兩軌道右側(cè)的正上方分別將金屬小球A和B由靜止釋放，小球距離地面的高度分別用hA和hB表示，對于下述說法中正確的是()A．若hA＝hB≥2R，則兩小球都能沿軌道運(yùn)動到最高點B．若hA＝hB＝eq\f(3R,2)，由于機(jī)械能守恒，兩小球在軌道上升的最大高度均為eq\f(3R,2)C．適當(dāng)調(diào)整hA和hB，均可使兩小球從軌道最高點飛出后，恰好落在軌道右端口處D．若使小球沿軌道運(yùn)動并且從最高點飛出，A小球的最小高度為eq\f(5R,2)，B小球在hB>2R的任何高度均可9.如圖15所示，圖15在一直立的光滑管內(nèi)放置一輕質(zhì)彈簧，上端O點與管口A的距離為2x0，一質(zhì)量為m的小球從管口由靜止下落，將彈簧壓縮至最低點B，壓縮量為x0，不計空氣阻力，則()A．小球運(yùn)動的最大速度大于2eq\r(gx0)B．小球運(yùn)動中的最大加速度為eq\f(g,2)C．彈簧的勁度系數(shù)為eq\f(mg,x0)D．彈簧的最大彈性勢能為3mgx0題號123456789答案10.圖16如圖16所示，將一根長L＝0.4m的金屬鏈條拉直放在傾角θ＝30°的光滑斜面上，鏈條下端與斜面下邊緣相齊，由靜止釋放后，當(dāng)鏈條剛好全部脫離斜面時，其速度大小為________．(g取10m/s2)11．如圖17所示，圖17質(zhì)量為m的木塊放在光滑的水平桌面上，用輕繩繞過桌邊的定滑輪與質(zhì)量為M的砝碼相連．已知M＝2m，讓繩拉直后使砝碼從靜止開始下降h(小于桌高)離開桌面，則砝碼的速度為多少？12.圖18如圖18所示，跳臺滑雪運(yùn)動員經(jīng)過一段加速滑行后從O點水平飛出，經(jīng)3.0s落到斜坡上的A點．已知O點是斜坡的起點，斜坡與水平面的夾角θ＝37°，運(yùn)動員的質(zhì)量m＝50kg.不計空氣阻力．(取sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，g取10m/s2)求：(1)A點與O點的距離L；(2)運(yùn)動員離開O點時的速度大小；(3)運(yùn)動員落到A點時的動能．第5節(jié)機(jī)械能守恒定律課時一機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用課前預(yù)習(xí)練1．正增加減少負(fù)減少增加相同2．W＝－(Ep2－Ep1)Ek2－Ek1Ep2＋Ek23．重力或彈力轉(zhuǎn)化守恒Ek2＋Ep2Ep1－Ep24．C[機(jī)械能守恒的條件是只有重力或彈力做功，也就是物體可以受其他力作用，只要其他力不做功或做功之和為零即可，故A、B均錯，C正確．在炮彈爆炸過程中，爆炸時產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，機(jī)械能不守恒，D錯．]5．C[初態(tài)時機(jī)械能為eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，由于只有重力做功，機(jī)械能守恒，物體在任意時刻機(jī)械能都是這么大，故C正確．]6．ABC[只有重力做功，機(jī)械能守恒，mgh＋Ek1＝Ek2＝eq\f(1,2)mv2，A、B、C對．]課堂探究練1．B[只有重力對物體做功指的是物體除受重力外，還可以受其他力作用，但其他力不做功，只有重力做功，故B對，A、C、D錯．]2．BCD[甲圖中重力和彈力做功，物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，但物體A機(jī)械能不守恒，A錯．乙圖中物體B除受重力外，還受支持力、拉力、摩擦力，但除重力之外的三個力做功的代數(shù)和為零，機(jī)械能守恒，B對．丙圖中繩子張力對A做負(fù)功，對B做正功，代數(shù)和為零，A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，C對．丁圖中小球的動能不變，勢能不變，機(jī)械能守恒，D對．]點評判斷機(jī)械能是否守恒時，對單個物體就看是否只有重力(或彈力)做功，或者雖受其他力，但其他力不做功；對兩個或幾個物體組成的系統(tǒng)，就看是否只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，若有其他外力或內(nèi)力做功(如內(nèi)部有摩擦等)且代數(shù)和不為零，則系統(tǒng)機(jī)械能不守恒．3．BCD[物體拋出后運(yùn)動的全過程機(jī)械能守恒，以地面為參考平面，物體的機(jī)械能表示為eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，也等于全過程中任意位置的機(jī)械能，D正確；由動能定理知：mgh＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，所以在海平面上的動能為mgh＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，C正確；重力做的功WG＝mgh，所以B正確；到達(dá)海平面時的重力勢能Ep＝－mgh，A錯誤．所以正確答案為B、C、D.]點撥明確物體拋出后運(yùn)動的全過程機(jī)械能守恒，注意重力勢能的相對性．4.eq\r(70)m/s解析由題意可知，過山車在運(yùn)動過程中僅有重力做功，故其機(jī)械能守恒．以圓周軌道的最低點所在平面為零勢能參考平面，由機(jī)械能守恒定律得mghA＝mghB＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)vB＝eq\r(2g(hA－h(huán)B))＝eq\r(2×10×(7.2－3.7))m/s＝eq\r(70)m/s.5.eq\r(\f(gL,2))解析鐵鏈在運(yùn)動過程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒．這里提供兩種解法．解法一(利用E2＝E1求解)：設(shè)鐵鏈單位長度的質(zhì)量為ρ，且選取初始位置鐵鏈的下端A、B所在的水平面為參考平面，則鐵鏈初態(tài)的機(jī)械能為E1＝ρLg·eq\f(L,4)＝eq\f(1,4)ρgL2末態(tài)的機(jī)械能為E2＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)ρLv2根據(jù)機(jī)械能守恒定律有E2＝E1即eq\f(1,2)ρLv2＝eq\f(1,4)ρgL2解得鐵鏈剛脫離滑輪時的速度v＝eq\r(\f(gL,2)).解法二(利用ΔEk＝－ΔEp求解)：如圖所示，鐵鏈剛離開滑輪時，相當(dāng)于原來的BB′部分移到了AA′的位置．重力勢能的減少量－ΔEp＝eq\f(1,2)ρLg·eq\f(L,2)＝eq\f(1,4)ρgL2動能的增加量ΔEk＝eq\f(1,2)ρLv2根據(jù)機(jī)械能守恒定律有Ek＝－ΔEp，即eq\f(1,2)ρLv2＝eq\f(1,4)ρgL2解得鐵鏈剛脫離滑輪時的速度v＝eq\r(\f(gL,2)).方法總結(jié)對于繩索、鏈條之類的物體，由于發(fā)生形變，其重心位置相對物體來說并不是固定不變的，確定重心的位置，常是解決該類問題的關(guān)鍵．可以采用分段法求出每段的重力勢能，然后求和即為整體的重力勢能；也可采用等效法求出重力勢能的改變量．利用ΔEk＝－ΔEp列方程時，不需要選取參考平面，且便于分析計算．6.eq\f(1,3)eq\r(Rg(5π－8))解析由機(jī)械能守恒，有5mg·eq\f(2Rπ,4)－4mgR＝eq\f(1,2)(4m＋5m)v2解得v＝eq\f(1,3)eq\r(Rg(5π－8)).方法總結(jié)系統(tǒng)機(jī)械能守恒的表達(dá)式形式有三種：(1)系統(tǒng)初態(tài)的機(jī)械能等于末態(tài)的機(jī)械能，即EA初＋EB初＝EA末＋EB末；(2)系統(tǒng)減少的重力勢能等于增加的動能，即ΔEk增＝ΔEp減；(3)A增加的機(jī)械能等于B減少的機(jī)械能，即ΔEA增＝ΔEB減.7.eq\r(\f(3,5)gl)2eq\r(\f(3,5)gl)解析對A、B(包括輕桿)組成的系統(tǒng)，由機(jī)械能守恒定律ΔEp增＝ΔEk減，得mgeq\f(l,2)＋mgl＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B) ①又因A、B兩球的角速度ω相等，則vA＝ωeq\f(l,2) ②vB＝ωl ③聯(lián)立①②③式，代入數(shù)據(jù)解得vA＝eq\r(\f(3,5)gl)，vB＝2eq\r(\f(3,5)gl).課后鞏固練1．D[機(jī)械能守恒的條件是只有重力或彈簧彈力做功，而與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)．]2．BC3．D4．C[在平衡力作用下物體的運(yùn)動是勻速運(yùn)動，動能保持不變，但如果物體的勢能發(fā)生變化，則機(jī)械能變化，A錯；在豎直平面上做勻速圓周運(yùn)動的小球，其動能不變，勢能不斷變化，總的機(jī)械能不守恒，B錯；在粗糙斜面上下滑的物體，在下滑過程中，除重力做功外，滑動摩擦力和拉力都做功，但兩個力所做功的代數(shù)和為零，所以小球機(jī)械能守恒，C正確；在小球壓縮彈簧的過程中，小球動能減少、勢能不變，所以機(jī)械能不守恒(但球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒)，D錯．答案為C.]5．B[下滑時高度降低，則重力勢能減小，加速運(yùn)動，動能增加，摩擦力做負(fù)功，機(jī)械能減小，B對，A、C、D錯．]6．A7．B[運(yùn)動員將球踢出時做的功等于足球獲得的動能，根據(jù)動能定理得W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)；足球從被運(yùn)動員以速度v0踢出到飛入球門的過程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，則eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝mgh＋eq\f(1,2)mv2，故W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝mgh＋eq\f(1,2)mv2.不要把踢球做的功誤看做只等于足球入門時的動能或足球增加的重力勢能．]8．D[小球從A軌道滑出，則在最高點處需滿足meq\f(v2,R)>mg，又由機(jī)械能守恒定律得mghA＝mg·2R＋eq\f(1,2)mv2，得hA>eq\f(5,2)R.小球從B軌道滑出只需hB>2R即可．]9．AD10.eq\r(6)m/s解析由機(jī)械能守恒定律有ΔEk增＝ΔEp減，即eq\f(1,2)mv2＝mg(eq\f(L,2)sinθ＋eq\f(L,2))，解得v＝eq\r(6)m/s.11.eq\f(2,3)eq\r(3gh)解析在砝碼下降h的過程中，系統(tǒng)增加的動能為ΔEk增＝eq\f(1,2)(M＋m)v2系統(tǒng)減少的重力勢能為ΔEp減＝Mgh由ΔEk增＝ΔEp減得eq\f(1,2)(M＋m)v2＝Mgh解得v＝eq\r(\f(2Mgh,M＋m))＝eq\f(2,3)eq\r(3gh).12．(1)75m(2)20m/s(3)32500J解析(1)運(yùn)動員在豎直方向做自由落體運(yùn)動，有Lsin37°＝eq\f(1,2)gt2A點與O點的距離L＝eq\f(gt2,2sin37°)＝75m(2)設(shè)運(yùn)動員離開O點時的速度為v0，運(yùn)動員在水平方向做勻速直線運(yùn)動，即Lcos37°＝v0t解得v0＝eq\f(Lcos37°,t)＝20m/s(3)根據(jù)機(jī)械能守恒，取A點為重力勢能零點，運(yùn)動員落到A點時的動能為EkA＝mgh＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝32500J.課時二實驗：驗證機(jī)械能守恒定律1．實驗?zāi)康呐c實驗器材(1)實驗的目的是：研究物體自由下落過程中__________守恒，即系統(tǒng)機(jī)械能的總量保持不變．(2)實驗所需要的器材有：鐵架臺、鐵夾、打點計時器、夾子、復(fù)寫紙、刻度尺、________________、__________、________、________等．2．實驗原理在只有________做功的自由落體運(yùn)動中，物體的________和______互相轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能守恒．即動能的__________等于重力勢能的____________．(1)若以重物下落時的起點為基準(zhǔn)，物體下落高度h時的速度為v，在誤差允許的范圍內(nèi)，由計算得出eq\f(1,2)mv2＋mgh＝0，若取下落高度的絕對值為h，則有________________，則機(jī)械能守恒定律得到驗證．(2)若以重物下落過程中的某一點A為基準(zhǔn)，設(shè)重物的質(zhì)量為m，測出物體對應(yīng)于A點的速度vA，再測出物體由A點下落Δh后經(jīng)過B點的速度vB，則在誤差允許范圍內(nèi)，由計算得出eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)＝mgΔh，則機(jī)械能守恒定律得到驗證．3．?dāng)?shù)據(jù)處理取下落高度的絕對值為h.(1)利用公式vn＝eq\f(hn＋1－h(huán)n－1,2T)，計算出點1、點2、點3、…的瞬時速度v1、v2、v3、….(2)要驗證的是eq\f(1,2)mv2＝________或eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝________，只需驗證eq\f(1,2)v2＝gh或eq\f(1,2)veq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)veq\o\al(2,1)＝gΔh，因此__________測量重物的質(zhì)量m.驗證：通過計算，看在誤差允許的范圍之內(nèi)eq\f(1,2)veq\o\al(2,n)與ghn是否相等或eq\f(1,2)veq\o\al(2,m)－eq\f(1,2)veq\o\al(2,n)與ghmn是否相等【概念規(guī)律練】知識點一實驗器材的選擇和實驗的操作1．用自由落體法驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中，下列物理量中需要測量的有()A．重物的質(zhì)量B．重力的加速度C．重物下落的高度D．與重物下落高度對應(yīng)的重物的瞬時速度2．在驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中：(1)從下列器材中選出實驗所必需的，其編號為______．A．打點計時器(包括紙帶)B．重物C．天平D．毫米刻度尺E．秒表F．運(yùn)動小車(2)打點計時器的安裝放置要求為__________；開始打點計時的時候，應(yīng)先______________________，然后再________________________________．(3)選擇下列正確的實驗步驟，并按次序排列為________．A．用天平測出重錘的質(zhì)量B．把打點計時器豎直地夾穩(wěn)在鐵架臺上C．接通電源，松開紙帶D．松開紙帶，接通電源E．用停表記下重錘下落的時間F．取下紙帶，重復(fù)上述實驗3次G．將紙帶固定在重錘上，讓紙帶穿過打點計時器并用手提住，使重錘靠近打點計時器H．選取理想紙帶，對幾個方便的點測量并計算，看mgh和eq\f(1,2)mv2是否相等知識點二實驗的原理3．在某次驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中，由于打點計時器兩限位孔不在同一條豎直線上，使紙帶通過時受到了較大的阻力，則結(jié)果()A．mgh>eq\f(1,2)mv2 B．mgh<eq\f(1,2)mv2C．mgh＝eq\f(1,2)mv2 D．以上都不可能4．某同學(xué)在做“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗時，不慎將一條選擇好的紙帶的前面部分損壞了，剩下的一段紙帶上各點間的距離，他測出并標(biāo)在紙帶上，如圖1所示．已知打點計時器打點的周期T＝0.02s，重力加速度g取9.8m/s2.圖1(1)利用紙帶說明重物通過第2、5兩點時機(jī)械能守恒．(2)分別說明為什么得到的結(jié)果是重力勢能的減少量略大于動能的增加量？【方法技巧練】實驗數(shù)據(jù)的處理方法5．在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，根據(jù)紙帶算出各點的速度v，量出下落距離h，則以v2為縱軸，以h為橫軸，畫出的圖線應(yīng)是下圖中的()6．在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80m/s2，某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測量時各計數(shù)點對應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖2所示，圖中O點是打點計時器打出的第一個點，A、B、C、D分別是每兩個點取出的計數(shù)點．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知質(zhì)量為m的重物由O點運(yùn)動到B點時．圖2(1)重力勢能的減少量為多少？(2)動能的增加量是多少？(3)根據(jù)計算的數(shù)據(jù)可得出什么結(jié)論？產(chǎn)生誤差的主要原因是什么？1．在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，要驗證的是重物重力勢能的減少量等于其動能的增加量，以下步驟僅是實驗中的一部分，在這些步驟中多余或錯誤的有()A．用天平稱出重物的質(zhì)量B．把打點計時器固定到鐵架臺上，并用導(dǎo)線把它和低壓交流電源連接起來C．把紙帶的一端固定到重物上，另一端穿過打點計時器的限位孔，把重物提升到一定高度D．接通電源，釋放紙帶E．用停表測出重物下落的時間2．下列關(guān)于“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗的實驗誤差的說法，正確的是()A．重物質(zhì)量的稱量不準(zhǔn)會造成較大誤差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．打點計時器選用電磁打點計時器比電火花計時器誤差要小圖33．如圖3所示是用自由落體法驗證機(jī)械能守恒定律時得到的一條紙帶，我們選中N點來驗證機(jī)械能守恒定律．下面舉出一些計算N點速度的方法，其中正確的是()A．N點是第n個點，則vn＝gnTB．N點是第n－1個點，則vn＝g(n－1)TC．vn＝eq\f(sn＋sn＋1,2T)D．vn＝eq\f(dn＋1－dn－1,2T)4．在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中(1)不需測量或計算的物理量是()A．下落高度 B．瞬時速度C．重物質(zhì)量 D．時間(2)由于打點計時器兩限位孔不在同一豎直線上，使紙帶通過時受到較大阻力，這樣會導(dǎo)致實驗結(jié)果mgh____eq\f(1,2)mv2(選填“>”或“<”)．5.圖4圖4為驗證機(jī)械能守恒定律的實驗裝置示意圖．現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘．回答下列問題：(1)為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有________．(填入正確選項前的字母)A．刻度尺B．秒表C．0～12V的直流電源D．0～12V的交流電源(2)實驗中誤差產(chǎn)生的原因有________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(寫出兩個原因)圖56．利用圖5所示裝置進(jìn)行驗證機(jī)械能守恒定律的實驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h.某班同學(xué)利用實驗得到的紙帶，設(shè)計了以下四種測量方案：A．用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t，通過v＝gt計算出瞬時速度v.B．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v＝eq\r(2gh)計算出瞬時速度v.C．根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v，并通過h＝eq\f(v2,2g)計算出高度h.D．用刻度尺測出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v.以上方案中只有一種正確，正確的是________(填入相應(yīng)的字母)．圖67．(1)用如圖6所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律，在下面所列舉的該實驗的幾個操作步驟中，你認(rèn)為沒有必要進(jìn)行的或者錯誤的步驟是______(填字母代號)A．按照圖示的裝置安裝器件B．將打點計時器接到學(xué)生電源的直流輸出端上C．用天平測量出重物的質(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)打點的先后順序選取A、B、C、D四個合適的相鄰點，通過測量計算得出B、C兩點的速度為vB、vC，并測出B、C兩點間的距離為hF．在誤差允許范圍內(nèi)，看減少的重力勢能mgh是否等于增加的動能eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)，從而驗證機(jī)械能守恒定律(2)在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，打點周期為0.02s，自由下落的重物質(zhì)量為1kg，打出一條理想的紙帶，數(shù)據(jù)如圖7所示，單位是cm，g取9.8m/s2，O、A之間有多個點沒畫出，打點計時器打下點B時，物體的速度vB＝____m/s，從起點O到打下B點的過程中，重力勢能的減少量ΔEp＝________J，此過程中物體動能的增量ΔEk＝________J．(答案保留兩位有效數(shù)字)圖78．在驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中，已知打點計時器打點間隔為T，某一組同學(xué)得到了一條如圖8所示的紙帶，在填寫實驗報告時甲、乙兩個同學(xué)選擇了不同的數(shù)據(jù)處理方法：圖8甲同學(xué)測出了C點到第一點O的距離hOC，利用veq\o\al(2,C)＝2ghOC計算得到了C點的速度，然后驗證mghOC與eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)相等．乙同學(xué)測出了A、B、C、D各點到第一點O的距離hOA、hOB、hOC、hOD，利用vB＝eq\f(hOC－h(huán)OA,2T)、vC＝eq\f(hOD－h(huán)OB,2T)計算B、C點的速度，然后驗證了mg(hOC－h(huán)OB)與eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)是否相等．請你對甲乙兩位同學(xué)的做法逐一分析，不合理之處提出完善方法．課時二實驗：驗證機(jī)械能守恒定律課前預(yù)習(xí)練1．(1)機(jī)械能(2)低壓交流電源重物紙帶導(dǎo)線2．重力動能勢能增加量減少量(1)eq\f(1,2)mv2＝mgh3．(2)mghmgΔh不需要課堂探究練1．CD2．(1)A、B、D(2)底板要豎直給打點計時器通電釋放重物(3)B、G、C、F、H解析(1)選出的器材有：打點計時器(包括紙帶)，重物，毫米刻度尺，編號分別為：A、B、D.注意因mgh＝eq\f(1,2)mv2，故m可約去，不需要用天平．(2)打點計時器安裝時，底板要豎直，這樣才能使重物在自由落下時，受到的阻力較小，開始記錄時，應(yīng)先給打點計時器通電，然后再釋放重物，讓它帶著紙帶一同落下．(3)正確的實驗步驟應(yīng)該為B、G、C、F、H.3．A4．見解析解析(1)v2＝eq\f(s13,2T)＝eq\f((2.9＋3.3)×10－2,2×0.02)m/s＝1.55m/sv5＝eq\f(s46,2T)＝eq\f((4.0＋4.3)×10－2,2×0.02)m/s＝2.08m/sΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,5)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)＝0.96m而ΔEp＝mgs25＝m×9.8×(3.3＋3.6＋4.0)×10－2＝1.07故在系統(tǒng)誤差允許的范圍內(nèi)重物通過第2、5兩點時機(jī)械能守恒．(2)不難看出ΔEp>ΔEk，這是因為重物下落的過程中除了受到空氣阻力的作用外，還受到紙帶和限位孔間摩擦阻力的作用．5．C[根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：mgh＝eq\f(1,2)mv2，v2＝2gh，所以v2與h成正比例關(guān)系，函數(shù)圖象是一條過原點的直線，C正確．]點評圖象法的應(yīng)用必須與函數(shù)關(guān)系式相結(jié)合使用，才能充分明確圖象與函數(shù)之間的關(guān)系及圖象的形狀．6．(1)1.911m(2)1.89m解析(1)重力勢能的減少量為ΔEp減＝mghOB＝m×9.8×0.195＝1.911(2)重物下落到B點時的速度vB＝eq\f