内容正文:
1.5 科学验证:机械能守恒定律
一、单选题
1.质量为m的小球,以速度v斜向上抛离高为H的桌面。如图,那么经过A点时所具有的机械能是(以桌面为零势面)( )
A. B.
C. D.
2.下列关于机械能守恒的说法中正确的是( )
A.做匀速运动的物体,其机械能一定守恒
B.物体只受重力,机械能才守恒
C.做匀速圆周运动的物体,其机械能一定守恒
D.除重力做功外,其他力不做功,物体的机械能一定守恒
3.如图所示,质量为m的物体放在水平地面上,物体上方安装一劲度系数为k的轻弹簧。在弹簧处于原长时,用手拉着其上端P点很缓慢地向上移动,直到物体脱离地面向上移动一段距离。在这一过程中,P点的位移为H,则物体重力势能的增加量为( )
A. B.
C. D.
4.一条长为l、质量为m的均匀链条放在光滑水平桌面上,其中有三分之一悬在桌边,如图所示,在链条的另一端用水平力缓慢地拉动链条,当把链条全部拉到桌面上时,下列说法中正确的是( )
A.物体的动能增加了mgl
B.物体的重力势能增加了mgl
C.物体的机械能减少了mgl
D.物体克服重力所做的功为mgl
5.奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示,下列说法不正确的是( )
A.加速助跑过程中,运动员的动能增加
B.起跳上升过程中,杆的弹性势能一直增加
C.起跳上升过程中,运动员的重力势能增加
D.越过横杆后下落过程中,运动员的重力势能减少动能增加
6.如图,自由下落的小球,从它接触竖直放置的弹簧开始到弹簧压缩到最大程度的过程中,以下说法正确的是( )
A.小球的动能减少,重力势能减少
B.小球的加速度先变小后变大,速度先变小后变大
C.小球的加速度先变小后变大,速度先变大后变小
D.弹簧的弹性势能减少,小球的机械能减少
7. 在做“验证机械能守恒定律”实验时,下列实验操作中正确合理的一项是( )
A.先放开纸带让重物下落,再接通打点计时器的电源
B.必须用秒表测出重锤下落的时间
C.先取下固定在重物上的打好点的纸带,再切断打点计时器的电源
D.选取重物时,其质量适当大点,可以减小因阻力而产生的误差
8. 如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置. 关于该实验,下列说法中正确的是( )
A.电磁打点计时器使用低压直流电
B.可用公式计算重物的速度
C.实验时接通电源和释放纸带应同时进行
D.安装纸带时,应将纸带置于复写纸的下方
二、多选题
9. 质量为1 kg的物体被人用手由静止向上提高2 m,这时物体的速度是4 m/s,下列说法中正确的是(不计一切阻力,取g=10 m/s2)( )
A.合外力对物体做功8 J
B.手对物体做功8 J
C.物体机械能增加了8 J
D.物体重力势能增加了20 J
10.如图所示,一根原长为L的轻弹簧,下端固定在水平地面上,一个质量为m的小球,在弹簧的正上方从距地面高度为H处由静止下落压缩弹簧.若弹簧的最大压缩量为x,小球下落过程受到的空气阻力恒为f,则小球从开始下落至最低点的过程( )
A.小球动能的增量为零
B.小球重力势能的增量为mg(H+x-L)
C.弹簧弹性势能的增量为(mg-f)(H+x-L)
D.系统机械能减小fH
11.频闪照相是每隔相等时间曝光一次的照相方法,在同一张相片上记录运动物体在不同时刻的位置.如图所示是小球在竖直方向运动过程中拍摄的频闪照片,相机的频闪周期为T, 利用刻度尺测量相片上2、3、4、5 与1 位置之间的距离分别为x1、x2、x3、x4.以下说法正确的是( )
A.小球在位置1时的速度一定为零
B.小球在2位置的速度大小为
C.小球的加速度大小为
D.频闪照相法可用于验证机械能守恒定律
三、实验题
12. 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V 的交流电和直流电两种,重物从高处由静止开始落下,重物拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的直流输出端上;
C.用天平测量出重物的质量;
D.释放悬挂纸带的夹子,接通电源开关打出一条纸带;
E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;
F.根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
其中没有必要进行的步骤是__________;操作不恰当的步骤是___________。
(2)某同学做“验证机械能守恒定律”的实验时,打下的一条纸带如图所示,0点为起始点,测得3 点、6 点、9点与第一点0 间的距离分别为hA=1.75cm,hB=7.00cm,hC=15.70cm,交流电的周期是0.02s,当地的重力加速度g=9.8m/s2,设