第1章5第2课时 实验：验证机械能守恒定律-（教师WORD）2021-2022学年高中物理【精讲精练】鲁科版必修第二册 新课标辅导

第2课时　实验：验证机械能守恒定律 1．在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中需要用工具直接测量的有(　　) A．重锤的重量 B．重力加速度 C．重锤下落的高度 D．与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度 解析　验证机械能守恒的方程式为mgh＝mv2，即gh＝v2，所以只需要测出h、v即可。g为当地的重力加速度，而v是根据打出的纸带测量计算出来的。 答案　C 2．如图1－5－30所示装置验证机械能守恒定律，由于电火花计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大的阻力，这样实验造成的结果是(　　) 图1－5－30 A．重力势能的减少量明显大于动能的增加量 B．重力势能的减少量明显小于动能的增加量 C．重力势能的减少量等于动能的增加量 D．以上几种情况都有可能 解析　由于重物下落时要克服阻力做功，重物减少的重力势能转化为重物的动能和系统的内能，故重力势能的减小量大于动能的增加量，A正确。 答案　A 3．(多选)如图1－5－31所示是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带。有关尺寸在图中已注明。我们选中n点来验证机械能守恒定律。下面举一些计算n点速度的方法，其中正确的是(　　) 图1－5－31 A．n点是第n个点，则vn＝gnT B．n点是第n个点，则vn＝g(n－1)T C．vn＝ D．vn＝ 答案　CD 4．某同学利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律”的实验装置如图1－5－32甲所示。 图1－5－32 (1)请指出实验装置中存在的明显错误：_______________________________。 (2)进行实验时，为保证重物下落时初速度为零，应________(选填“A”或“B”)。 A．先接通电源，再释放纸带 B．先释放纸带，再接通电源 (3)根据打出的纸带，选取纸带上连续打出的1、2、3、4四个点如图乙所示。已测出1、2、3、4到打出的第一个点O的距离分别为h1、h2、h3、h4，打点计时器的打点周期为T。若代入所测数据能满足表达式gh3＝________，则可验证重物下落过程机械能守恒(用题目中已测出的物理量表示)。 解析　(1)从题图甲中的实验装置中发现，打点计时器接在了“直流电源”上，打点计时器的工作电源是“低压交流电源”。因此，明显的错误是打点计时器不能接在“直流电源”上。 (2)为了使纸带上打下的第1个点是速度为零的初始点，应该先接通电源，让打点计时器正常工作后，再释放纸带，若先释放纸带，再接通电源，当打点计时器打点时，纸带已经下落，打下的第1个点的速度不为零。因此，为保证重物下落的初速度为零，应先接通电源，再释放纸带。 (3)根据实验原理，只要验证ghn＝v即可验证机械能守恒定律，因此需求解v3。根据匀变速直线运动规律关系式可得，v3＝，则有v＝，故只要在误差允许范围内验证gh3＝成立，就可验证重物下落过程中机械能守恒。 答案　(1)打点计时器不能接“直流电源”(或打点计时器应接“交流电源”)　(2)A　(3) 5．如图1－5－33所示是验证机械能守恒定律的实验装置。物体A和B系在轻质细绳两端跨过光滑定滑轮，让A、B由静止释放，已知重力加速度为g。 图1－5－33 (1)实验研究的对象是________(选填“A”或“B”或“AB”)。 (2)实验中除了已知重力加速度g，还需测量的物理量是________。 A．物体A和B的质量 B．遮光片的宽度d C．光电门1、2间的距离h D．遮光片通过光电门1、2的时间t1、t2 (3)若实验满足表达式_______________________________， 则可验证机械能守恒定律。 解析　通过连接在一起的A、B两物体验证机械能守恒定律，即验证系统的势能变化与动能变化是否相等，A、B连接在一起，A下降的距离一定等于B上升的距离；A、B的速度大小总是相等的。需要测量A、B两物块的质量mA和mB，两光电门之间的距离h，遮光片的宽度d，及遮光片通过光电门1、2的时间t1、t2。A下降h的同时，B上升h，它们的重力势能的变化ΔEp＝(mA－mB)gh；A与B动能的变化ΔEk＝(mA＋mB)，需要验证的是(mA－mB)gh＝(mA＋mB) 答案　(1)AB　(2)A、B、C、D　(3)(mA－mB)gh＝(mA＋mB) 6．在用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中： (1)从下列器材中选出实验所必需的，其编号为：_______。 A．打点计时器(包括纸带) B．重锤 C．天平 D．毫米刻度尺 E．秒表 F．运动小车 (2)打点计时器的安装放置要求为________；开始打点计时的时候，应先________，然后________。 (3)计数时对所选用的纸带要求是_______________________________。 (4)实验中产生系