20192020學(xué)年高中物理課時作業(yè)16驗證機械能守恒定律含解析粵教版必修2

課時分層作業(yè)(十六)(時間：40分鐘分值：100分)[基礎(chǔ)達標練]非選擇題(此題共5小題，共50分)1．(8分)在“考證機械能守恒定律”的實驗中：(1)以下物理量中需要用工具直接丈量的有()A．重物的質(zhì)量B．重力加快度C．重物著落的高度D．與重物著落高度對應(yīng)的重物的剎時速度22(2)實驗中，假如以v為縱軸，以h為橫軸，依據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的v-h圖線應(yīng)是________，22才能符合實驗考證的要求，v2h圖線的斜率等于________的數(shù)值．-2[

分析]

(1)在“考證機械能守恒定律”的實驗中，只要要用刻度尺丈量重物著落的高度．重物的質(zhì)量不用丈量．重力加快度不需要丈量．經(jīng)過計算能夠獲取與重物著落高度對應(yīng)的重物的剎時速度．應(yīng)選

C.(2)在考證機械能守恒定律的實驗中，有

12mgh＝2mv，則有

v22＝gh，因為

g是常數(shù)，所以

v22-h圖線為過原點的傾斜直線，圖線的斜率等于

g.[答案]

(1)C(2)過原點的傾斜直線

重力加快度

g2．(10分)如圖為考證機械能守恒定律的實驗裝置表示圖．現(xiàn)有的器械為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘．回答以下問題：(1)為達成此實驗，除了所給的器械，還需要的器械有________．(填入正確選項前的字母)A．米尺B．秒表C．低壓直流電源D．低壓溝通電源實驗中產(chǎn)生偏差的原由有：_______________(寫出兩個原由即可)．(3)實驗中因為打點計時器兩限位孔不在同一豎直線上，使紙帶經(jīng)過時遇到較大阻力，這樣將造成________．12A．不清楚B．mgh>2mvC．1212<D．＝mgh2mvmgh2mv[分析](1)在辦理數(shù)據(jù)時需要丈量長度，故需要米尺；電磁打點計時器工作時需要使用低壓溝通電源；所以選項A、D正確．造成偏差的原由有：①紙帶和打點計時器之間有摩擦．②用米尺丈量紙帶上點的地點時讀數(shù)有偏差．③計算勢能變化時，選用始末地點過近．④溝通電頻次不穩(wěn)固．(3)因為阻力作用，物體重力勢能的減少許大于動能的增添量，

12即mgh>2mv，選項

B正確．[答案]

(1)AD

(2)①紙帶和打點計時器之間有摩擦．②用米尺丈量紙帶上點的地點時讀數(shù)有偏差．③計算勢能變化時，選用始末地點過近．④溝通電頻次不穩(wěn)固．

(任選其二

)

(3)B3．(10

分)某同學(xué)在“考證機械能守恒定律”時按如圖甲所示安裝好實驗裝置，正確進行實驗操作，從打出的紙帶中選出切合要求的紙帶，如圖乙所示．圖中

O點為打點開端點，且速度為零．甲乙選用紙帶上打出的連續(xù)點A、B、C，測出此中E、F、G點距開端點O的距離分別為h1、h2、h3，已知重錘質(zhì)量為

m，當?shù)刂亓涌於葹?/p>

g，打點計時器打點周期為

T.為考證此實驗過程中機械能能否守恒，需要計算出從打下

O點到打下

F

點的過程中，重錘重力勢能的減少許

Ep＝________，動能的增添量

Ek＝________.(

用題中所給字母表示

)以各點到開端點的距離h為橫坐標，以各點速度的平方v2為縱坐標成立直角坐標系，用實驗測得的數(shù)據(jù)繪出v2-h圖線，以下圖，該圖象說了然________．[分析](1)從打下O點到打下F點的過程中，重錘重力勢能的減少許為Ep＝mgh2，F(xiàn)h3－h(huán)1點的剎時速度為vF＝2T，2mh3－h(huán)1則動能增添量為Ek＝8T2.物體著落時，只有重力做功，動能與重力勢能互相轉(zhuǎn)變，物體的機械能守恒。m3－12hh[答案](1)mgh28T2(2)看法析4．(10分)在考證機械能守恒定律的實驗中，與紙帶相連的質(zhì)量為1kg的重錘自由著落，打出的紙帶以下圖，相鄰計數(shù)點時間間隔為0.02s，g取9.8m/s2.求：打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度vB＝________m/s(保存兩位有效數(shù)字)；(2)某同學(xué)依據(jù)紙帶上的O點到B點的數(shù)據(jù)，計算出物體的動能增添量Ek＝0.47J，重力勢能減小量p＝0.48J，經(jīng)過多次實驗均發(fā)現(xiàn)k略小于p，試剖析或解說形成這個EEE現(xiàn)象的原由：_____________________________________________________.hAC－－2[分析]m/s≈0.97m/s(1)vB＝vAC＝＝2×0.022T(2)因為重錘著落過程中要戰(zhàn)勝空氣阻力及紙帶所受阻力做功，所以著落過程中，重錘的機械能有少許損失，增添的動能老是略小于減少的重力勢能．[答案](1)0.97(2)因為要戰(zhàn)勝空氣阻力和紙帶所受阻力做功，重錘的機械能略減少5．(12分)某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片考證機械能守恒定律．頻閃儀每隔0.05s閃光一次，圖中所標數(shù)據(jù)為實質(zhì)距離，該同學(xué)經(jīng)過計算獲取不一樣時刻的速度以下表(當?shù)刂亓涌於热?.8m/s2，小球質(zhì)量m＝0.2kg，計算結(jié)果保存三位有效數(shù)字)：時刻t2t3t4t5速度(m·s－1)4.994.483.98(1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t5時刻小球的速度v5＝________m/s；(2)從t到t5時間內(nèi)，重力勢能增量E＝________J，動能減少許E＝__________J；2pk(3)在偏差同意的范圍內(nèi)，若p與k近似相等，則可考證機械能守恒定律．由上述EE計算得Ep________Ek(選填“＞”“＜”或“＝”)，造成這類結(jié)果的主要原由是____________________________________________________________________________.[分析](1)t5時刻小球的速度v5＝16.14＋18.66×10－2m/s＝3.48m/s；2×0.05(2)從t2到t5時間內(nèi)，重力勢能增量E＝mgh＝0.2×9.8×(23.68＋21.16＋p2518.66)×10－2J＝1.24J，動能減少許1212k25Ep＜Ek，造成這類結(jié)果的主要原由是上漲過程中存在空氣阻力．[答案]

(1)3.48

(2)1.24

1.28(3)＜

存在空氣阻力[能力提高練

]非選擇題

(此題共

4小題，共

50分)1．(10

分)某同學(xué)研究小球搖動過程中機械能守恒，他用的

DIS的裝置如圖

(a)所示，在實驗中，選擇以圖象方式顯示實驗的結(jié)果，所顯示的

DIS圖象如圖

(b)所示，圖象的橫軸表示小球距

D點的高度

h，縱軸表示擺球的重力勢能

Ep、動能

Ek或機械能

E.(1)在圖(b)中，表示小球的動能Ek隨小球距D點的高度h變化關(guān)系的圖線是________．依據(jù)圖(b)所示的實驗圖象，能夠得出的結(jié)論是_____________________________________________________________________________________________________________.[分析](1)小球在搖動過程中只有重力對小球做功，小球的機械能守恒，取D點所在位置為零勢能點，設(shè)在D點小球的速度大小為vD，則有1212h表示小球所在＋＝D，此中mgh2mv2mv1212地點距D點的高度，2mv表示小球的動能Ek，即Ek＝2mvD－mgh.所以小球的動能Ek隨高度h的變化圖線應(yīng)是丙．依據(jù)題圖(b)所示的實驗圖象可知，小球的動能與重力勢能之和等于常數(shù)，即只有重力做功時，物體的機械能守恒．[答案](1)丙(2)只有重力做功時，物體的機械能守恒2．(14分)利用氣墊導(dǎo)軌考證機械能守恒定律，實驗裝置表示圖以下圖．(1)實驗步驟：①將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，桌面高度不低于

1m，將導(dǎo)軌調(diào)至水平．②用游標卡尺測出擋光條的寬度

l＝9.30mm.③由導(dǎo)軌標尺讀出兩光電門中心間的距離s＝____________cm.④將滑塊移至光電門1左邊某處，待砝碼靜止不動時，開釋滑塊，要求砝碼落地前擋光條已經(jīng)過光電門2.⑤從數(shù)字計時器(圖中未畫出)上分別讀出擋光條經(jīng)過光電門1和光電門2所用的時間t1、和t2.⑥用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m.用表示直接丈量量的字母寫出以下物理量的表達式．①滑塊經(jīng)過光電門1和光電門2時，剎時速度分別為v1＝________________和v2＝________________.②當滑塊經(jīng)過光電門1和光電門2時，系統(tǒng)(包含滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動能分別為Ek1＝________和Ek2＝________.③在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中，系統(tǒng)勢能的減少許Ep＝________(重力加快度為g)．(3)假如Ep＝________，則可以為考證了機械能守恒定律．[分析](1)距離s＝80.30cm－20.30cm＝60.00cm.①因為擋光條寬度很小，所以能夠?qū)豕鈼l經(jīng)過光電門時的均勻速度當作剎時速度，擋光條的寬度l可用游標卡尺丈量，擋光時間t可從數(shù)字計時器讀出．所以，滑塊經(jīng)過光ll電門1和光電門2的剎時速度分別為v1＝、v2＝.t1t2121②當滑塊經(jīng)過光電門1和光電門2時，系統(tǒng)的總動能分別為Ek1＝2(M＋m)v1＝2(M＋2m)l；t12121Ek2＝2(M＋m)v2＝2(M＋m)

lt2

.③在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中，系統(tǒng)勢能的減少許Ep＝mgs.(3)假如在實驗偏差同意的范圍內(nèi)E＝E－E，則可以為考證了機械能守恒定律．pk2k122ll1l1l[答案](1)60.00(2)①t1t2②2(M＋m)t12(M＋m)t2③mgs(3)Ek2－Ek13．(12分)某同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置考證機械能守恒定律．該同學(xué)經(jīng)正確操作獲取打點紙帶，在紙帶后段每兩個計時間隔取一個計數(shù)點，挨次為1、2、3、4、5、6、7，測量各計數(shù)點到第一個打點的距離h，并正確求出打相應(yīng)點時的速度v.各計數(shù)點對應(yīng)的數(shù)據(jù)見下表：計數(shù)點1234567h(m)0.1240.1940.2790.3800.4970.6300.777v(m/s)1.942.332.733.133.50v2(m2/s2)3.765.437.459.8012.25請在圖乙坐標中，描點作出v2-h圖線；由圖線可知，重錘著落的加快度g′＝________m/s2(保存三位有效數(shù)字)；(3)若當?shù)氐闹亓涌於萭＝9.8m/s2，依據(jù)作出的圖線，能大略考證自由著落的重錘機械能守恒的依照是______________________.[答案](1)作出v2-h圖線如圖(2)9.75(

答

9.69～9.79

均給分

)(3)圖線為經(jīng)過坐標原點的一條直線，斜率的一半與

g

基真相等

(不交代“經(jīng)過坐標原點”也給分

)4．(14

分)用以下圖實驗裝置考證

m1、m2構(gòu)成的系統(tǒng)機械能守恒．

m2從高處由靜止開始著落，

m1上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行丈量，即可考證機械能守恒定律．圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶：

0是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有

4個點(圖中未標出

)，計數(shù)點間的距離以下圖．已知

m1＝50g，m2＝150g，則：

(結(jié)果均保存兩位有效數(shù)字)從紙帶上打下計數(shù)點5時的速度v＝________m/s；(2)從打下第“0”點到打下第“5”點的過程中系統(tǒng)動能的增量E＝________J，系統(tǒng)k勢能的減少許Ep＝____________J；(當?shù)氐闹亓涌於萭取10m/s2)(3)若某同學(xué)作出1v2-h圖象以下圖，則當?shù)氐闹亓涌於萭＝________m/s2.2[分析](1)在紙帶上打下計數(shù)點5時的速