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2019-2020年高中物理第七章机械能守恒定律第九节实验验证机械能守恒定律自我小测新人教版必修1.某位同学做“验证机械能守恒定律”的实验,下列操作步骤中错误的是 A.把打点计时器固定在铁架台上,用导线连接到低压交流电源上B.将连有重锤的纸带穿过限位孔,将纸带和重锤提升到一定高度C.先释放纸带,再接通电源D.更换纸带,重复实验,根据记录处理数据2.在“验证机械能守恒定律”的实验中,某同学依据纸带求得相关各点的瞬时速度,以及与此相对应的下落距离h,以v2为纵轴,以h为横轴,建立坐标系,描点后画出变化图线,从而验证机械能守恒定律,若所有操作均正确,则得到的v2h图象应是下图中的 3.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,其中正确的是 A.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度vB.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=计算出瞬时速度vC.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过h=计算出高度hD.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v04.某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律频闪仪每隔
0.05s闪光一次,图中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表当地重力加速度取10m/s2,小球质量m=
0.2kg,结果保留三位有效数字时刻t2t3t4t5速度m/s
5.
595.
084.581由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=________m/s2从t2到t5时间内,重力势能增加量ΔEp=________J,动能减小量ΔEk=________J3在误差允许的范围内,若ΔEp与ΔEk近似相等,从而验证了机械能守恒定律由上述计算得ΔEp________ΔEk选填“>”“<”或“=”,造成这种结果的主要原因是________________________________________________________________________5.为了测定一根轻弹簧压缩最短时能储存的弹性势能的大小,可以将弹簧固定在一带有凹槽轨道的一端,并将轨道固定在水平桌面边缘上,如图所示,用钢球将弹簧压缩至最短,最后突然释放,钢球将沿轨道飞出桌面,实验时1需要测定的物理量为____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2计算弹簧最短时弹性势能的关系式是Ep=________6.用如图甲实验装置验证m
1、m2组成的系统机械能守恒m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律图乙给出的是实验中获取的一条纸带0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点图中未标出,计数点间的距离如图所示已知m1=50g,m2=150g,打点计时器工作频率为50Hz,则g取10m/s2,结果保留两位有效数字甲1在纸带上打下计数点5时的速度v=________m/s;2在打0~5的过程中系统动能的增量ΔEk=______J,系统势能的减少量ΔEp=________J,由此得出的结论是_____________________________________________________________________________________________________________________________________3若某同学作出v2h图象如图丙所示,则当地的重力加速度g′=________m/s2参考答案1.解析使用打点计时器的实验均需先接通电源且打点稳定时才能松开纸带答案C2.解析mv2=mgh得v2=2gh,所以v2∝h,所画v2h图象是一通过原点的直线答案C3.答案D4.解析1v5=cm/s=408cm/s=
4.08m/s2由题给条件知h25=
26.68+
24.16+
21.66cm=
72.5cm=
0.725mΔEp=mgh25=
0.2×10×
0.725J=
1.45JΔEk=mv-mv=×
0.2×
5.592-
4.082J=
1.46J3由2中知ΔEp<ΔEk,因为存在空气摩擦等原因,导致重力势能的增加量小于动能的减少量答案
14.08
21.45
1.46 3< 原因见解析5.解析1需要测定的物理量有钢球质量m、桌面高度h、钢球落点与飞出点的水平距离s2弹簧最短时的弹性势能全部转化为钢球平抛时的初动能,Ep=mv,而根据平抛运动规律有h=gt2,s=v0t得,v0=,故Ep=mv=答案1钢球质量m、桌面高度h、钢球落点与飞出点的水平距离s 26.解析1在纸带上打下计数点5时的速度大小为v==×10-2m/s=
2.4m/s2在打点0~5过程中系统动能的增量为ΔEk=m1v2+m2v2-0=×50×10-3×
2.42J+×150×10-3×
2.42J-0≈
0.58J系统重力势能的减少量为ΔEp=m2gh05-m1gh05=150×10-3×10×
38.40+
21.60×10-2J-50×10-3×10×
38.40+
21.60×10-2J=
0.60J实验结果表明,在误差允许的范围内,m
1、m2组成的系统重力势能的减少量等于动能的增加量,即系统的机械能守恒3m
1、m2组成的系统机械能守恒,则m2g′h-m1g′h=m2v2+m1v2-0,整理得v2=g′h可见,重力加速度g′大小等于h图象斜率的2倍,则g′=2×m/s2=
9.7m/s2答案
12.4
20.58
0.60 在误差允许的范围内,m
1、m2组成的系统机械能守恒
39.7。