2011届高三物理一轮复习同步练习24验证机械能守恒定律

验证机械能守恒定律1.下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中，正确的是()A．重物质量的称量不准会造成较大误差B．重物质量选用得大些，有利于减小误差C．重物质量选用得较小些，有利于减小误差D．纸带下落和打点不同步会造成较大误差解析：从需要验证的关系式ghn＝vn22看，与质量无关，A错误．当重物质量大一些时，空气阻力可以忽略，B正确，C错误．纸带先下落而后打点．此时，纸带上最初两点的点迹间隔较正常时略大，用此纸带进行数据处理，其结果是重物在打第一个点时就有了初动能，因此重物动能的增加量比重物重力势能的减少量大，D正确．答案：BD2．在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地重力加速度g＝9.80m/s2，测得所用的重物的质量为1.00kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带(如图实－2－9所示)，把第一个点记作O，另选连续的四个点A、B、C、D作为测量的点．经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm,70.18cm,77.76cm,85.73cm.根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于________J，动能的增加量等于________J(取三位有效数字)．图实－2－9解析：根据测量数据，重物从O点运动到C点下落的高度h＝0.7776m，故重力势能减少量ΔEp＝mgh＝1.00×9.80×0.7776J＝7.62J重物动能的增加量ΔEk＝12mvC2－12mv02根据实验情况，重物在O点的速度v0＝0，C点的速度vC等于重物从B点到D点这一段时间Δt＝2×150s内的平均速度．由实验数据可得vC＝BDΔt＝0.8573－0.70182×1/50m/s＝3.8875m/s重物的动能增加量ΔEk＝12mvC2＝12×1.00×3.88752J＝7.56J.答案：7.627.563．关于验证机械能守恒定律实验，下面列出一些实验步骤：A．用天平称出重物和夹子质量B．将重物系在夹子上C．将纸带穿过打点计时器的限位孔，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子，再把纸带向上拉，让夹子靠近打点计时器，处于静止状态D．把打点计时器接在学生电源的交流输出端，把输出电压调到6V(电源不接通)E．把打点计时器用铁夹固定放到桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直面内F．在纸带上选取两个点，进行测量并记录数据G．用秒表测出重物下落的时间H．接通电源，待计时器打点稳定后释放纸带I．切断电源J．更换纸带，重新进行两次实验K．在三条纸带中选出较好的一条L．进行计算，得出结论，完成实验报告M．拆下导线，整理器材对于本实验以上步骤中，不必要的有______________；正确步骤的合理顺序是__________________(填写代表字母)．解析：根据实验原理和操作步骤可知不必要的有A、G；正确步骤的合理顺序是E、D、B、C、H、I、J、K、F、L、M.答案：A、GEDBCHIJKFLM4．用落体法“验证机械能守恒定律”的实验中：(g取9.8m/s2)(1)运用公式12mv2＝mgh时对实验条件的要求是________________．为此目的，所选择的纸带第1、2两点间的距离应接近__________．(2)若实验中所用重物质量m＝1kg，打点纸带如图实－2－10所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重物速度vB＝________，重物动能Ek＝________；从开始下落起至B点，重物的重力势能减小量是__________，由此可得出的结论是____________________________________．图实－2－10(3)根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，则以v22为纵轴，以h为横轴画出的图象应是图实－2－11中的()图实－2－11解析：(1)自由下落的物体在第一个0.02s内，下落距离h＝12gt2＝2mm(2)vB＝hAC2T＝(31.4－7.8)×10－32×0.02m/s＝0.59m/sEk＝12mvB2＝12×1×0.592J≈0.174JΔEp＝mgh＝1×9.8×17.9×10－3J≈0.175J.答案：(1)自由下落的物体2mm(2)0.59m/s0.174J0.175J在实验误差允许的范围内，动能的增加量等于重力势能的减少量(3)C5．光电计时器是物理实验中经常用到的一种精密计时仪器，它由光电门和计时器两部分组成，光电门的一臂的内侧附有发光装置(发射激光的装置是激光二极管，发出的光束很细)，如图实－2－12中的A和A′，另一臂的内侧附有接收激光的装置，如图实－2－12中的B和B′，当物体在它们之间通过时，二极管发出的激光被物体挡住，接收装置不能接收到激光信号，同时计时器就开始计时，直到挡光结束光电计时器停止计时，故此装置能精确地记录物体通过光电门所用的时间．现有一小球从两光电门的正上方开始自由下落，如图实－2－12所示．图实－2－12(1)若要用这套装置来验证机械能守恒定律，则要测量的物理量有________________________(每个物理量均用文字和字母表示，如高度H)．(2)验证机械能守恒定律的关系式为________．解析：本实验是围绕机械能守恒定律的验证设计的，关键是速度的测定，本题改打点计时器测量速度为光电门测量．由于本装置可记录小球通过光电门的时间Δt，则将小球的直径D除以Δt，即可求出小球经过光电门的速度，若再测出两光电门间相距的高度H，即可验证机械能守恒定律．(1)需要测量的物理量有：小球直径D，两光电门间的竖直高度H，小球通过上、下两光电门的时间Δt1、Δt2.则小球通过上、下两光电门处的速度分别为DΔt1、DΔt2.(2)验证守恒关系式为：12m(DΔt2)2－12m(DΔt1)2＝mgH化简得：D2Δt22－D2Δt12＝2gH.答案：(1)小球直径D、两光电门间的竖直高度H、小球通过上、下两光电门的时间Δt1、Δt2(2)D2Δt22－D2Δt12＝2gH