1、试卷第 1 页，总 4 页 机械能守恒定律实验习题课课后作业机械能守恒定律实验习题课课后作业 1在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量 m=1kg 的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示（注意：相邻点时间间隔为 T=0.02s），那么：（1）纸带的_（用字母表示）端与重物相连；数据处理时，应选起始两点间距约为：_mm 的纸带，这样误差小；（2）打点计时器打下计数点 B 时，物体的速度 vB=_m/s；（保留两位有效数字）（3）从起点 P 到打下计数点 B 的过程中物体的重力势能减少量EP=_，此过程中物体动能的增加量Ek=_；（g 取 10m/s2，结果最终保留两位有效数字）（4
2、）通过计算，数值上EP_Ek（填“”或“=”），这是因 _；（5）本次实验中若不进行各项有关物理量的确值计算，只是为了“验证机械能守恒定律”，则重物的质量不知道行吗？答 _。（选“行”或“不行”）2如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律该装置中的打点计时器所接交流电源频率是 50 Hz.(1)对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是_ A精确测量出重物的质量 B两限位孔在同一竖直线上 C重物选用质量和密度较大的金属锤 试卷第 2 页，总 4 页 D释放重物前，重物离打点计时器下端远些(2)按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较
3、长，图中有部分未画出，如图所示 纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中 O 点为纸带上打出的第一个点 重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有_ AOA、OB 和 OG 的长度 BOE、DE 和 EF 的长度 CBD、BF 和 EG 的长度 DAC、BF 和 EG 的长度 用刻度尺测得图中 AB 的距离是 1.76 cm，FG 的距离是 3.71 cm，则可得当地的重力加速度是_ m/s2.(计算结果保留三位有效数字)3某同学用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验：下列关于实验的器材或操作的说法，正确的是_；A为防止伤害，重物采用一塑料
4、小球即可 B计时器两限位孔要竖直正对，这样可以有效减小摩擦 C实验中必须测量重物的质量 D实验前，图中手提纸带的位置应该下移到紧挨着计时器 该同学进行了正确的操作后从打出的几条纸带中选出一条理想纸带，如图所示。他选择了纸带上的第一个点作为起始点O，再选取几个连续点A、B、C、D、E，并测出点A C、间的距离为1x，点CE、间的距离为2x。若已知计时器所接电源的频率为f，重物的质量为m，则打C点时，重物的动能为_；试卷第 3 页，总 4 页 为减小误差，该同学想用图像法处理数据，为此他用正确的处理方法依次得出了B、C、D、E各点的瞬时速度，测出了B、C、D、E各点到O点的距离h，建立坐标系后，通
5、过描点做出了图像，并通过证明图像的斜率是否等于2g（g为当地重力加速度）来验证机械能是否守恒。他做出的图像是_。A B C D 4利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。（1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的_。A动能变化量与势能变化量 B速度变化量和势能变化量 C速度变化量和高度变化量（2）除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是_。A交流电源 B刻度尺 C天平(含砝码)（3）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点 A、B、C，测得它们到起始点 O 的距离
6、分别为 hA、hB、hC。已知当地重力加速度为 g，打点计时器打点的周期为 T。设重物的质量为 m。从打 O 点到打 B 点的过程中，重物的重力势能变化量 Ep_，动能变化量 Ek_。试卷第 4 页，总 4 页 （4）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_。A利用公式 vgt 计算重物速度 B利用公式 v2gh计算重物速度 C存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D没有采用多次实验取平均值的方法 答案第 1 页，总 3 页 参考答案参考答案 1P 2 0.98 0.50 0.48 存在阻力做负功 行 【解析】（1）12与重物相连的纸带一端应该先打出点，先打出点的速度较小，
7、从纸带图上可以看出是 P 点。本实验中，纸带第一个点和第二个点之间距离应接近 221110 0.020.002m2mm22hgT（2）3根据中间时刻瞬时速度等于某段时间的平均速度，则打 B 点的速度为 27.063.1410 m/s0.98m/s22 0.02BvTAC（3）45从起点 P 到打下计数点 B 的过程中物体的重力势能减少量 2p1 10 5.01 10 J0.50JPBEmgh 物体动能的增加量 22k111 0.98 J0.48J22BEmv （4）67通过计算，数值上pkEE ，这是因为存在阻力做负功。（5）8根据验证表达式可知，重力势能减少量中与动能增加量中均有质量，故本实
8、验重物的质量不需要测量也行。2BC BCD 9.75 【解析】（1）1因为在实验中比较的是 mgh、212mv，的大小关系，故 m 可约去，不需要测量重锤的质量，对减小实验误差没有影响，故 A 错误为了减小纸带与限位孔之间的摩擦图甲中两限位孔必须在同一竖直线，这样可以减小纸带与限位孔的摩擦，从而减小实验误差，故B正确实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少摩擦阻力的影响，从而减小实验误差，故 C 正确释放重物前，为更有效的利用纸带，重物离打点计时器下端近些，故 D 错误，故选 BC（2）2当知道 OA、OB和 OG 的长度时，无法算出任何一点的速度，故 A 不符合题意；当知
9、道 OE、DE 和 EF 的长度时，利用 DE 和 EF 的长度可以求出 E 点的速度，从求出 O 到E 点的动能变化量，知道 OE 的长度，可以求出 O 到 E 重力势能的变化量，可以验证机械能守恒，故 B符合题意；当知道 BD、BF 和 EG 的长度时，由 BF 和 EG 的长度，可以得到 D 答案第 2 页，总 3 页 点和 F 点的速度，从而求出 D 点到 F 点的动能变化量；由 BD、BF 的长度相减可以得到 DF的长度，知道 DF 的长度，可以求出 D 点到 F 点重力势能的变化量，即可验证机械能守恒，故 C 项符合题意；当知道 AC、BF 和 EG 的长度时，可以分别求出 B点和
10、 F 点的速度，从而求 B到 F 点的动能变化量，知道 BF 的长度，可以求出 B到 F 点重力势能的变化量，可以验证机械能守恒，故 D 正确；故选 BCD（3）3根据2hgt，解得 2223.71 1.76109.75m/s5 0.02g 3B 221232m xxf（）A 【解析】1A.实验中为了减小阻力的影响，重锤选用体积较小，质量较大的重锤，故 A 错误；B.计时器两限位孔要竖直正对，这样可以有效减小纸带与限位孔的摩擦，故 B正确；C.验证机械能守恒定律，需要验证：212mghmv 即：212ghv 故可以不测量重物的质量，故 C 错误；D.实验前，图中手提纸带的位置不应该紧挨着计时器
11、，这样可以有效减小纸带与限位孔的摩擦，故 D 错误；2根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小，因此有：1212()44CxxxxfvT 重物的动能为：22212()1232kCm xxfEmv 3验证机械能守恒定律，需要验证：212mghmv 即 答案第 3 页，总 3 页 22vgh 那么2vh图线的斜率就等于2g；A.与分析相符，故 A 正确；B.与分析不符，故 B错误；C.与分析不符，故 C 错误；D.与分析不符，故 D 错误。4A AB EpmghB E12m2AhchT2 C 【解析】（1）1验证机械能守恒定律原理是看减少的重力势能和增加的动能是否相等，
12、所以需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量，故选 A；（2）2 电磁打点计时器使用低压交流电源；需选用刻度尺测出纸带上任意连点见得距离，表示重锤下落的高度；等式两边都含有相同的质量，所以不需要天平秤质量；故选 AB；（3）34根据功能关系，重物的重力势能变化量的大小等于重力做的功的多少，打B 点时的重力势能减小量：Ep=-mghB B 点的速度为：2CABhhvT 所以动能变化量为：222(128)CAkm hhEmvT；（4）5由于纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能一部分转化为动能，还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功，故重力势能的减少量大于动能的增加量，故 C 选项正确；
