21实验验证机械能守恒定律 同步配套练习Word版含答案
(完整版)机械能守恒定律经典同步练习题及答案(可编辑修改word版)
机械能守恒定律同步习题1、一质量为1kg 的物体被人用手由静止向上提升1m，这时物体的速度为2 m/s，则下列说法正确的是A. 手对物体做功12JB. 合外力对物体做功12JC. 合外力对物体做功2JD. 物体克服重力做功10 J2、在下列情况下机械能不守恒的有：A．在空气中匀速下落的降落伞B．物体沿光滑圆弧面下滑C．在空中做斜抛运动的铅球（不计空气阻力）D．沿斜面匀速下滑的物体3、航天员进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态向下摆，到达竖直状态的过程如图所示，航天员所受重力的瞬时功率变化情况是A．一直增大B。
一直减小C．先增大后减小D。
先减小后增大4、如图 2 所示，某力 F=10N 作用于半径 R=1m 的转盘的边缘上，力 F 的大小保持不变，但方向始终保持与作用点的切线方向一致，则转动一周这个力F 做的总功应为：A、 0JB、20πJC 、10J D、20J.5、关于力对物体做功以及产生的效果，下列说法正确的是A.滑动摩擦力对物体一定做正功B.静摩擦力对物体一定不做功C.物体克服某个力做功时，这个力对物体来说是动力D.某个力对物体做正功时，这个力对物体来说是动力6、物体沿直线运动的v-t 关系如图所示，已知在第1 秒内合外力对物体做的功为W，则（A）从第1 秒末到第3 秒末合外力做功为4W。
（B）从第3 秒末到第5 秒末合外力做功为－2W。
（C）从第5 秒末到第7 秒末合外力做功为W。
（D）从第3 秒末到第4 秒末合外力做功为－0.75W。
7、如图，卷扬机的绳索通过定滑轮用力Ｆ拉位于粗糙面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动。
在移动过程中，下列说法正确的是Ａ.Ｆ对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和Ｂ.Ｆ对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和Ｃ.木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力势能Ｄ.Ｆ对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和8、如图所示，静止在水平桌面的纸带上有一质量为0. 1kg 的小铁块，它离纸带的右端距离为0. 5 m，铁块与纸带间动摩擦因数为0.1．现用力向左以2 m/s2 的加速度将纸带从铁块下抽出，求：（不计铁块大小，铁块不滚动）(1)将纸带从铁块下抽出需要多长时间？(2)纸带对铁块做多少功？v/ms－10 1 2 3 4 5 6 7 t/s9、一种氢气燃料的汽车，质量为m =2.0×103kg，发动机的额定输出功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的 0.1 倍。
人教版高中物理必修二检测：课时训练21实验验证机械能守恒定律 含答案
课时训练21实验:验证机械能守恒定律题组一实验原理与步骤1.(多选)在“验证机械能守恒定律”的实验中,要验证的是重物重力势能的减少等于它动能的增加,以下步骤仅是实验中的一部分,在这些步骤中多余的或错误的有()A.用天平称出重物的质量B.把打点计时器固定到铁架台上,并用导线把它和低压交流电源连接起来C.把纸带的一端固定到重物上,另一端穿过打点计时器的限位孔,把重物提升到一定高度D.接通电源,待打点稳定后释放纸带E.用停表测出重物下落的时间解析:在“验证机械能守恒定律”的实验中,需验证重力势能减少量mgh和动能增加量mv2之间的大小关系,若机械能守恒,则有mgh=mv2成立,两边都有质量,可约去,即验证gh=v2成立即可,故无需测质量,A选项多余;对E选项,测速度时,用的是纸带上的记录点间的距离和打点计时器打点的时间间隔,无需用停表测量,因此E选项也多余。
答案:AE2.在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列物理量中要用工具测量的有,通过计算得到的有。
A.重锤的质量B.初始时重锤距地面的高度C.重锤下落的高度D.与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度解析:通过实验原理可知,重锤下落的高度要用毫米刻度尺直接量出,下落这一高度时对应的速度由中间时刻的瞬时速度等于那一段时间内的平均速度求出,故需用工具测量的是C,通过计算得到的是D。
答案:C D3.某同学为验证机械能守恒定律编排了如下实验步骤:A.用天平称出重物的质量B.把纸带固定到重物上,并把纸带穿过打点计时器,提升到一定高度C.拆掉导线,整理仪器D.断开电源,调整纸带,重做两次E.用停表测出重物下落的时间F.用毫米刻度尺测出计数点与起点的距离,记录数据,并计算出结果,得出结论G.把打点计时器接到低压直流电源上H.接通电源,释放纸带I.把打点计时器接到低压交流电源上J.把打点计时器固定到桌边的铁架台上上述实验步骤中错误的是,可有可无的是,其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列应是。
实验专题 验证机械能守恒定律 含练习答案 超全
实验六 验证机械能守恒定律一、实验目的验证机械能守恒定律 二、实验原理1.在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化。
但总的机械能保持不变．若物体某时刻瞬时速度为v ，下落高度为h ，则重力势能的减少量为mgh ，动能的增加量为221mv ，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守恒定律． 2．速度的测量；做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度等于相邻两点之间的平均速度t t v v 2= 计算打第n 个点速度的方法；测出第n 个点与相邻前后点间的距离S n 和S n+1，，由公式Thh v T s s v n n n n n n 22111-++-=+=或 算出，如图实一6—1所示．三、实验器材铁架台(含铁夹)，打点计时器，学生电源，纸带，复写纸，导线，毫米刻度尺，重物(带纸带夹)．四、实验步骤及数据处理1．安装置：按图实-6-2所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路． 2．打纸带：将纸带的一端用夹予固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔。
用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方．先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落．更换纸带重复做3～5次实验．3．选纸带：在打好点的纸带中挑选点迹清晰且打点呈一条直线的一条纸带．4．数据处理：在起始点标上0，在以后各点依次标上l 、2、3……用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3……利用Th h v n n n 211-+-=计算出点1、点2、点3、……的瞬时速度v 1，v 2、v 3、…… 5．验证方法一：利用起始点和第n 点计算．代入221n n v gh 和,如果在实验误差允许的条件下,221n n v gh =则机械能守恒定律是正确的． 方法二：任取两点计算.(1)任取两点A 、B 测出h AB ，算出gh AB ． (2)算出222121A B V V -的值． (3)在实验误差允许的条件下，如果222121B A AB V V gh -=,则机械能守恒定律是正确的． 方法三：图象法．从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h ，并计算各点速度的平方V 2。
验证机械能守恒定律习题含答案
验证机械能守恒定律习题（含答案）1．在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证的是重物重力势能的减少等于它动能的增加，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有( )A ．用天平称出重物的质量B ．把打点计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来C ．把纸带的一端固定到重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重物提升到一定高度D ．接通电源，待打点稳定后释放纸带E ．用秒表测出重物下落的时间解析：在“验证机械能守恒定律”的实验中，需验证重力势能减少量mgh 和动能增加量12m v 2之间的大小关系，若机械能守恒，则有mgh ＝12m v 2成立，两边都有质量，可约去，即验证gh ＝12v 2成立即可，故无需测质量，A 选项多余．对E 选项，测速度时，用的是纸带上的记录点间的距离和打点计时器打点的时间间隔，无需用秒表测量，因此E 选项也多余．答案：AE2．(安徽高考)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：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v .b ．用刻度尺测出物体下落的高度h ，并通过v ＝2gh 计算出瞬时速度v .c ．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 ＝v 22g计算出高度h . d ．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v .以上方案中只有一种正确，正确的是__________．(填入相应的字母)解析：重物下落过程中，由于纸带与打点计时器的阻碍作用，其加速度要小于重力加速度g ，故不可用a 、b 、c 方案中的公式来求解．答案：d3．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0.05 s 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9.8 m/s 2，小球质量m ＝0.2 kg ，计算结果保留三位有效数字)：(1)55；(2)从t 2到t 5时间内，重力势能增量ΔE p ＝__________ J ，动能减少量ΔE k＝__________ J ；(3)在误差允许的范围内，若ΔE p 与ΔE k 近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算得ΔE p __________ΔE k (选填“>”、“<”或“＝”)，造成这种结果的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________. 解析：(1)t 5时刻小球的速度v 5＝16.14＋18.662×0.05×10－2 m/s ＝3.48 m/s ；(2)从t 2到t 5时间内，重力势能增量ΔE p ＝mgh 25＝0.2×9.8×(23.68＋21.16＋18.66)×10－2 J ＝1.24 J ，动能减少量ΔE k ＝12m v 22－12m v 25＝1.28 J ；(3)ΔE p <ΔE k ，造成这种结果的主要原因是存在空气阻力． 答案：(1)3.48 (2)1.24；1.28 (3)<；存在空气阻力4.如图所示，两个质量各为m 1和m 2的小物块A 和B ，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m 1＞m 2.现要利用此装置验证机械能守恒定律．(1)若选定物块A 从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有__________．(在横线上填入选项前的编号)①物块的质量m 1、m 2②物块A 下落的距离及下落这段距离所用的时间③物块B 上升的距离及上升这段距离所用的时间④绳子的长度(2)为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：①绳的质量要轻②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃④两个物块的质量之差要尽可能小以上建议中确实对提高准确程度有作用的是______．(在横线上填入选项前的编号)(3)写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议：_________________ _______________________________________________________.解析：(1)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，故②、③只测其中之一即可，不需要测量绳子的长度．(2)如果绳子质量不能忽略，则A、B组成的系统势能将有一部分转化为绳子的动能，从而为验证机械能守恒定律带来误差；若物块摇摆，则两物块的速度有差别，为计算系统的动能带来误差；两物块质量相差较小时，摩擦等阻力做功占两物块的机械能的比例增大，误差增大，故无需减小两物块的质量差．答案：(1)①②或①③(2)①③(3)例如：“对同一高度进行多次测量取平均值”；“选取受力后相对伸长尽量小的绳”；等等5．如图所示，是用落体法“验证机械能守恒定律”的实验装置，请回答下列问题：(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(含纸带)； B.重锤；C．天平； D.毫米刻度尺；E.秒表．(2)实验中产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器的摩擦阻力，使重锤获得的动能往往__________它所减小的重力势能(填“大于”、“小于”或“等于”)．(3)如果以v 2/2为纵轴，以h 为横轴，根据实验数据绘出v 2/2－h 图线是一条通过坐标原点的倾斜直线，该直线的斜率是__________．解析：(1)验证机械能守恒定律时，只需验证12v 2与gh 近似相等，故无需测量重锤质量，用打点计时器可以测量重锤下落高度即下落的时间，故无需秒表，故正确的为A 、B 、D.(2)由于重锤下落过程中有部分重力势能转化为克服摩擦力做功而产生的热，故重锤获得的动能稍小于减小的重力势能．(3)由12v 2＝gh 可知，以12v 2为纵轴，h 为横轴，所绘图线的斜率为重力加速度g . 答案：(1)ABD (2)小于 (3)重力加速度6. 如图所示是“用DIS 实验系统研究机械能守恒定律”的实验装置，完成下列有关问题：(1)本实验中，采用的传感器是________(填写传感器名)．(2)本实验中，先选取零势能面再进行实验，则零势能面位置的选取对验证摆锤动能与重力势能之和为常数________影响(选填“有”或“无”)．(3)每次都准确从同一位置静止释放摆锤，改变传感器安装的高度，以同一零势能面测得四个不同位置的重力势能和动能的数据.的原因是：____________________________________________________________.解析：(1)利用光电门可测量挡光时间，再测量摆锤的直径，即可求出摆锤的速度．(2)验证机械能守恒定律时，可以通过比较重力势能的减少量与动能的增加量是否相等来判断机械能是否守恒，故与零势能面的选取无关．(3)由于摆锤运动过程中受到阻力，阻力做负功，使摆锤的机械能减小．答案：(1)光电门 (2)无 (3)摆锤在摆动过程中存在一定的阻力7．在“验证机械能守恒定律”的实验中，所用电源的频率为50 Hz ，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时，各计数点对应刻度尺上的读数如图所示(图中O 点是打点计时器打出的开始下落的第1个点，A 、B 、C 、D 、E 、F 分别是每打两个点取出的计数点)根据纸带计算：(1)重锤下落到打B 点、E 点时的速度；(2)若重锤的质量为m kg ，则重锤从开始下落到打B 点时，减少的重力势能是多少？重锤增加的动能为多少？(3)若重锤质量为m kg ，求重锤下落BE 高度的过程中重力势能减少多少？重锤的动能增加多少？(当地重力加速度为9.8 m/s 2)解：(1)x AB ＝195.0 mm －125.0 mm ＝70.0 mm ＝0.070 0 mx BC ＝280.5 mm －195.0 mm ＝85.5 mm ＝0.085 5 mx DE ＝498.0 mm －381.5 mm ＝116.5 mm ＝0.116 5 mx EF ＝630.0 mm －498.0 mm ＝132.0 mm ＝0.132 0 mv B ＝(x AB ＋x BC )/2T＝(0.070 0＋0.085 5)/(2×0.04) m/s ＝1.944 m/sv E ＝(x DE ＋x EF )/2T＝(0.116 5＋0.132 0)/(2×0.04) m/s ＝3.106 m/s.(2)重锤从开始下落到打B 点时：减少的重力势能为ΔE p 减＝mgx BO ＝9.8×0.195m ＝1.91m (J)增加的动能为：ΔE k 增＝12m v 2B ＝12m ×(1.944)2＝1.89m (J)． (3)重锤下落BE 高度时减少的重力势能为ΔE p减＝mgx EB ＝9.8×(0.498 0－0.195 0)m ＝2.969m (J)增加的动能：ΔE k 增＝12m v 2E －12m v 2B ＝12m ×(3.106)2－12m ×(1.944)2＝2.934m (J)．8．(2011海南高考)现要通过实验验证机械能守恒定律．实验装置如图甲所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A 点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M ，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m 的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B 点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t .用d 表示A 点到导轨底端C 点的距离，h 表示A 与C 的高度差，b 表示遮光片的宽度，s 表示A 、B 两点间的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B 点时的瞬时速度．用g 表示重力加速度．完成下列填空和作图：(1)若将滑块自A 点由静止释放，则在滑块从A 运动至B 的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为____________，动能的增加量可表示为____________．若在运动过程中机械能守恒，1t 2与s 的关系式为1t 2＝__________. (2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点(A 点)下滑，测量相应的s 与t 值．如果如下表乙所示：以s 为横坐标，1t2为纵坐标，在答题卡对应图丙位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k ＝__________×104 m －1·s －2(保留3位有效数字)．由测得的h 、d 、b 、M 和m 数值可以计算出1t 2－s 直线的斜率k 0，将k 和k 0进行比较，若其差值在实验允许的范围内，则可认为此实验验证了机械能守恒定律．解析：(1)滑块的重力势能减小Mg ·s ·h d，砝码的重力势能增加mg ·s ，故系统的重力势能减小量为Mg ·s ·h d －mg ·s ＝(M h d －m )gs .滑块通过B 点时的瞬时速度v ＝b t ，系统动能的增加量为12(M ＋m )v 2＝12(M ＋m )b 2t 2.若在运动过程中机械能守恒，则有(M h d －m )gs ＝12(M ＋m )b 2t 2，则1t 2＝2(M h d －m )g (M ＋m )b 2s . (2)第1和第5个数据点及所作直线见下图．直线的斜率约为k ＝2.36×104 m －1·s －2.答案：(1)(M h d －m )gs 12(M ＋m ))b 2t 2 2(M h d －m )g (M ＋m )b 2s (2)作图见解析 2.36(2.32～2.40均正确)。
验证机械能守恒定律练习(有参考答案)
实验:验证机械能守恒定律练习高一（ ）班（ ）号 姓名：1．在“用打点计时器验证重锤做自由落体运动的过程中机械能守恒”的实验中，需要直接测量的数据是重物的 ( )A ．质量B ．下落高度C ．下落时间D ．即时速度2.利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中，下面叙述正确的是（）A.应该用天平称出物体的质量B.应该选用点迹清晰，特别是第一点没有拉成长条的纸带C.操作时应先接通电源然后放开纸带D.电磁打点计时器应接在电压为4～6 V 的直流电源上3．在“用打点计时器验证重锤做自由落体运动的过程中机械能守恒”的实验中，对于自由下落的重物，下述选择的条件哪种更为有利？ ( )A ．只要足够重就可以B ．只要体积足够小就可以C ．既要重，又要体积小D ．应该密度大些，还应便于夹紧纸带，使纸带随同运动时不致扭曲4．用小车沿光滑斜面下滑的方法验证机械能守恒时，小车下滑的高度是由下列哪种方法得到的 ( )A ．米尺直接测小车下滑高度。
B ．米尺直接从纸带上测出。
C ．米尺从纸带上测出小车的斜面位移再乘以sinθ，即h n =d n H/lD ．用小三角板从纸带上测出。
5．在“验证机械能守恒定律”的实验中，可以通过计算得到的有 ( )A ．重锤质量B ．重力加速度C ．重锤下落高度D ．与下落高度对应的重锤的即时速度6．利用打点计时器所获得的打点的纸带如9题图所示，，A 、B 、C ……是计数点，相邻计数点对应的时间间隔是T ，对应的距离依次是s 1、s 2、s 3……下列计算打D 点时的速度的表达式中正确的有 ( )A ．T s s v D 243+=B ．T s s s s v D 44321+++=C ．T s s vD 16-= D ．T s s s s v D 45432+++=7．利用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中,计算第n 点的速度的公式是 ( )A ．V n =gtB ．V n =2gh nC ．V n =2h t n D ．V n = h n+1− h n −12T 8．在“验证机械能守恒定律”的实验中，除天平、铁架台、夹子、纸带和重物外，还需要（ ）A. 秒表B. 刻度尺C. 交流电源D. 打点计时器9．在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列叙述正确的是 （ ）A. 安装打点计时器时，两纸带限位孔应在同一竖直线上B. 实验时，在松开纸带让重物下落的同时，应立即接通电源C. 若纸带上开头打出的几点模糊不清，也可设法用后面清晰的点进行验证D. 测量重物下落高度必须从起始点算起 图5-28S 6S 5S 4S 3S 2S 1C D E F G B A 6题图10．在用重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作选得纸带如图所示.其中O 是起始点，A 、B 、C 、D 、E 是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为50 Hz.该同学用毫米刻度尺测量O 到A 、B 、C 、D 、E 各点的距离，并记录在图中（单位：cm ）（1）从下列器材中选出实验所必须的，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，接通电源和释放纸带的顺序应该是，先______，然后_______.（3）这五个数据中不符合有效数字读数要求的是（填A 、B 、C 、D 或E ）点读数________.（4）该同学用重锤在OC 段的运动来验证机械能守恒，OC 距离用h 来表示，他用C 点对应的重锤的瞬时速度，得到动能的增加量，这种做法（填“对”或“不对”）___________.（5）若O 点到某计数点的距离用h 表示，重力加速度为g ，该点对应重锤的瞬时速度为v ，则实验中要验证的等式为________________.（6）若重锤质量m=2.00×10-1 kg ，重力加速度g=9.80 m/s 2，由图中给出的数据，可得出从O 点到打下D 点，重锤重力势能的减少量为_______________ J ，而动能的增加量为____________ J （均保留三位有效数字）.（7）实验中往往出现重锤的重力势能减少量大于动能的增加量，其主要原因是________.（8）根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B 点的过程中，得到的结论是 。
第5节科学验证机械能守恒定律同步练习(word版含答案)
2021-2022学年鲁科版（2019）必修第二册第一章第5节科学验证：机械能守恒定律过关演练一、单选题1．下列说法正确的是（）A．随着科技的发展，永动机是可以制成的B．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的C．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生2．如图所示为运动员参加撑杆跳高比赛的示意图，对运动员在撑杆跳高过程中的能量变化描述正确的是（）A．加速助跑过程中，运动员的机械能不断增大B．运动员越过横杆正上方时，动能为零C．起跳上升过程中，运动员的机械能守恒D．起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增大3．如图所示，用两段不可伸长的轻质细线OA、OB将小球（可看作质点）悬挂于天花板上，小球静止时，OA、OB相互垂直且拉力大小之比为3:1，若分别把细线OA、OB剪断，下列说法正确的是（）A．当小球摆到各自最低点时，向心力之比为(23:1B．当小球摆到各自最低点时，向心加速度之比为(33:2C．当小球摆到各自最低点时，细线拉力之比为(23:1D．小球从静止位置摆到各自最低点的过程中，动能的变化量之比为()233:1v=沿水平4．在一次摩托车跨越壕沟的表演中，摩托车从壕沟的一侧以速度01010m/s方向飞向另一侧，壕沟的宽度及两侧的高度如图所示。
若摩托车前后轴距为1.6m，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）A ．摩托车不能越过壕沟B ．摩托车能越过壕沟，落地瞬间的速度大小为465m/sC ．摩托车能越过壕沟，落地瞬间的速度方向与水平地面的夹角的正切值为5D ．在跨越壕沟的过程中，摩托车与人组成的系统机械能不守恒5． 一质量为m 的小球从高度为H 的平台上以速度v 0水平抛出，落在松软路面上，砸出一个深度为h 的坑，如图所示。
不计空气阻力，重力加速度为g ，对小球从抛出到落至坑底的过程，以下说法正确的是（ ）A ．外力对小球做的总功为mg （H +h ）+12m 20vB ．小球的机械能减少量为mg （H +h ）+12m 20v C ．路面对小球做的功为mg （H +h ）+12m 20v D ．路面对小球做的功为201()2mgh mv -+6． 如图所示，甲同学用质量均为m 、材质相同的两个滑块1、2做实验，将滑块1、2用长为L 的轻质细杆相连后在斜面上由静止释放。
(完整word)机械能守恒定律习题(含答案),推荐文档
第六节机械能守恒定律1、如下图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的是（）（A）重力势能和动能之和总保持不变（B）重力势能和弹性势能之和总保持不变（C）动能和弹性势能之和总保持不变（D）重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变2、在利用电磁打点计时器验证自由下落过程中机械能守恒的实验中,电磁打点计时器是用来测量____的仪器,某学生在实验时打出的纸带如图所示,其中O为重锤由静止下落时打下的第一个点,A、B、C、D为选出的计数点，每相邻两点间都有一个点未画出，用刻度尺测得各点到O点的距离都标在纸带上，实验所在地重力加速度g=9.8m/s2，根据数据计算：打下C 点时重锤的速度大小v= （填计算式）＝（填数值）。
重锤从O由静止下落到打C点时的动能增加为mJ，重力势能的减力量为mJ.3、（1）用落体法验证机械能守恒定律，下面哪些测量工具是必需的？( )(A)天平(B)弹簧秤(C)刻度尺(D)秒表（2）图是实验中得到的一条纸带。
已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度g＝9．80m／s2，测得所用重物的质量为1．00kg，纸带上第0、1两点间距离接近2mm，A、B、C、D是连续打出的四个点，它们到O点的距离如图所示，则由图中数据可知，重物由O点运动到C点，重力势能的减少量小于________J，动能的增加量等于________J（取三位有效数字）。
动能增量小于重力势能的减少量的原因主要是_________________________________________________________________________________________4、在验证机械能守恒定律的实验中，得到一条打了点的纸带，如图（甲）所示，点a为释放纸带前打的点，b、c、d 为连续的三点，由此能否验证机械能守恒定律？若得到一条纸带如图（乙）所示，a仍为释放纸带前打的点，c、d为连续的两点。
人教版高一下册物理 机械能守恒定律同步单元检测(Word版 含答案)
一、第八章 机械能守恒定律易错题培优（难）1．如图所示，竖直墙上固定有光滑的小滑轮D ，质量相等的物体A 和B 用轻弹簧连接，物体B 放在地面上，用一根不可伸长的轻绳一端与物体A 连接，另一端跨过定滑轮与小环C 连接，小环C 穿过竖直固定的光滑均匀细杆，小环C 位于位置R 时，绳与细杆的夹角为θ，此时物体B 与地面刚好无压力。
图中SD 水平，位置R 和Q 关于S 对称。
现让小环从R 处由静止释放，环下落过程中绳始终处于拉直状态，且环到达Q 时速度最大。
下列关于小环C 下落过程中的描述正确的是（ ）A ．小环C 、物体A 和轻弹簧组成的系统机械能不守恒B ．小环C 下落到位置S 时，小环C 的机械能一定最大C ．小环C 从位置R 运动到位置Q 的过程中，弹簧的弹性势能一定先减小后增大D ．小环C 到达Q 点时，物体A 与小环C 的动能之比为cos 2θ【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A ．在小环下滑过程中，只有重力势能与动能、弹性势能相互转换，所以小环C 、物体A 和轻弹簧组成的系统机械能守恒，选项A 错误；B ．小环C 下落到位置S 过程中，绳的拉力一直对小环做正功，所以小环的机械能一直在增大，往下绳的拉力对小环做负功，机械能减小，所以在S 时，小环的机械能最大，选项B 正确；C ．小环在R 、Q 处时弹簧均为拉伸状态，且弹力大小等于B 的重力，当环运动到S 处，物体A 的位置最低，但弹簧是否处于拉伸状态，不能确定，因此弹簧的弹性势能不一定先减小后增大，选项C 错误；D ．在Q 位置，环受重力、支持力和拉力，此时速度最大，说明所受合力为零，则有cos C T m g θ=对A 、B 整体，根据平衡条件有2A T m g =故2cos C A m m θ=在Q点将小环v速度分解可知cosAv vθ=根据动能212kE mv=可知，物体A与小环C的动能之比为221cos2122AAAkkQCm vEE m vθ==选项D正确。
机械能守恒定律同步单元检测(Word版 含答案)
一、第八章机械能守恒定律易错题培优（难）1．如图所示，一根轻质弹簧放在光滑斜面上，其下端与斜面底端的固定挡板相连，弹簧处于自然伸长状态。
第一次让甲物块从斜面上的A点由静止释放，第二次让乙物块从斜面上的B点由静止释放，两物块压缩弹簧使弹簧获得的最大弹性势能相同，两物块均可看作质点，则下列说法正确的是（）A．甲物块的质量比乙物块的质量大B．甲物块与弹簧刚接触时的动能大于乙物块与弹簧刚接触时的动能C．乙物块动能最大的位置在甲物块动能最大的位置下方D．将两物块释放的位置上移，两物块向下运动的过程中，动能最大的位置会下移【答案】BC【解析】【分析】【详解】A．由于两物块使弹簧获得的最大弹性势能相同，即两物块向下运动最低点的位置相同，根据机械能守恒可知，两物块减少的最大重力势能相同，由此可以判断甲物块的质量比乙物块的质量小，选项A错误；B．从两物块与弹簧相接触到弹簧被压缩到最短的过程中，乙物块的质量大，则乙物块减小的重力势能大，所以其动能减小的少，选项B正确；C．动能最大的位置是合外力为零的时候，由力的平衡可知，乙物块动能最大的位置在甲物块动能最大位置的下方，选项C正确；D．由力的平衡可知，改变两物块释放的位置，两物块向下运动的过程中，动能最大的位置不会变，选项D错误。
故选BC。
2．如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上O点的转轴上，另一端与一质量为m、套在粗糙固定直杆A处的小球（可视为质点）相连，直杆的倾角为30°，OA=OC，B为AC的中点，OB等于弹簧原长．小球从A处由静止开始下滑，初始加速度大小为a A，第一次经过B 处的速度为v，运动到C处速度为0，后又以大小为a C的初始加速度由静止开始向上滑行．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．下列说法正确的是A．小球可以返回到出发点A处B ．弹簧具有的最大弹性势能为22mvC ．撤去弹簧，小球可以静止在直杆上任意位置D ．a A －a C ＝g 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB.设小球从A 运动到B 的过程克服摩擦力做功为f W ，AB 间的竖直高度为h ，小球的质量为m ，弹簧具有的最大弹性势能为p E ．根据能量守恒定律，对于小球A 到B 的过程有： 212p f mgh E mv W +=+A 到C 的过程有：22p f p mgh E W E +=+解得：212f p W mgh E mv ==， 小球从C 点向上运动时，假设能返回到A 点，由能量守恒定律得：22p f p E W mgh E =++该式违反了能量守恒定律，可知小球不能返回到出发点A 处．故A 错误，B 正确． C.设从A 运动到C 摩擦力的平均值为f ，AB =s ，由：f W mgh =得：sin 30f s mgs =解得：sin 30f mg =在B 点，摩擦力cos30f mg μ=，由于弹簧对小球有拉力（除B 点外），小球对杆的压力大于cos30mg μ，所以：cos30f mg μ>可得：sin 30cos30mg mg μ>因此撤去弹簧，小球不能在直杆上处于静止．故C 错误． D.根据牛顿第二定律得，在A 点有：cos30sin 30A F mg f ma +-=在C 点有：cos30sin 30C F f mg ma --=两式相减得：A C a a g -=故D 正确．3．如图所示，劲度数为k 的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m 的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变．用水平力F 缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了0x ，此时物体静止．撤去F 后，物体开始向左运动，运动的最大距离为40x ．物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ．则（ ）A ．撤去F 后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动B ．撤去F 后，物体刚运动时的加速度大小为0kx g mμ- C ．物体做匀减速运动的时间为02x gμD ．物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为0()mgmg x kμμ-【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A ．撤去F 后，物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，弹力先大于滑动摩擦力，后小于滑动摩擦力，则物体向左先做加速运动后做减速运动，随着弹力的减小，合外力先减小后增大，则加速度先减小后增大，故物体先做变加速运动，再做变减速运动，最后物体离开弹簧后做匀减速运动，A 错误；B ．刚开始时，由牛顿第二定律有：0kx mg ma μ-=解得：0kx a g mμ=- B 正确；C ．由题意知，物体离开弹簧后通过的最大距离为3x 0，由牛顿第二定律得：1a g μ＝将此运动看成向右的初速度为零的匀加速运动，则：201123x a t =联立解得：06x t gμ=，C 错误； D ．当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时，速度速度最大时合力为零，则有F mg kx μ==解得mgx kμ=，所以物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为：()f 00(mg W mg x x mg x k μμμ=⎛⎫=- ⎪⎝⎭- D 正确。
高一物理下册机械能守恒定律同步单元检测(Word版 含答案)
一、第八章机械能守恒定律易错题培优（难）1．如图所示，两个质量均为m的小滑块P、Q通过铰链用长为L的刚性轻杆连接，P套在固定的竖直光滑杆上，Q放在光滑水平地面上，轻杆与竖直方向夹角α=30°．原长为2L的轻弹簧水平放置，右端与Q相连，左端固定在竖直杆O点上。
P由静止释放，下降到最低点时α变为60°．整个运动过程中，P、Q始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g。
则P下降过程中（）A．P、Q组成的系统机械能守恒B．P、Q的速度大小始终相等C31-mgLD．P达到最大动能时，Q受到地面的支持力大小为2mg【答案】CD【解析】【分析】【详解】A．根据能量守恒知，P、Q、弹簧组成的系统机械能守恒，而P、Q组成的系统机械能不守恒，选项A错误；B．在下滑过程中，根据速度的合成与分解可知cos sinP Qv vαα=解得tanPQvvα=由于α变化，故P、Q的速度大小不相同，选项B错误；C．根据系统机械能守恒可得(cos30cos60)PE mgL=︒-︒弹性势能的最大值为312PE mgL=选项C正确；D．P由静止释放，P开始向下做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，P的速度达到最大，此时动能最大，对P、Q和弹簧组成的整体受力分析，在竖直方向，根据牛顿第二定律可得200N F mg m m -=⨯+⨯解得F N =2mg选项D 正确。
故选CD 。
2．如图甲所示，质量为4kg 的物块A 以初速度v 0=6m/s 从左端滑上静止在粗糙水平地面上的木板B 。
已知物块A 与木板B 之间的动摩擦因数为μ1，木板B 与地面之间的动摩擦因数为μ2，A 、B 运动过程的v -t 图像如图乙所示，A 始终未滑离B 。
则（ ）A ．μ1=0.4，μ2=0.2B ．物块B 的质量为4kgC ．木板的长度至少为3mD ．A 、B 间因摩擦而产生的热量为72J【答案】BC【解析】【分析】【详解】A ．以物块为研究对象有 11ma mg μ=由图看出214m/s a =，可得10.4μ=将物块和木板看成一个整体，在两者速度一致共同减速时，有22M m a M m g μ+=+()()由图看出221m/s a =，可得20.1μ=选项A 错误；B ．木板和物块达到共同速度之前的加速度，对木板有123()mg M m g Ma μμ-+=由图看出232m/s a =，解得4kg M =选项B 正确；C ．由v -t 图看出物块和木板在1s 内的位移差为3m ，物块始终未滑离木板，故木板长度至少为3m ，选项C 正确；D ．A 、B 的相对位移为s =3m ，因此摩擦产热为148J Q mgs μ==选项D 错误。
高考物理《实验：验证机械能守恒定律》真题练习含答案
高考物理《实验：验证机械能守恒定律》真题练习含答案1.利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验．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动能变化量与势能变化量．(1)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带．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 的距离分别为h A 、h B 、h C .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ΔE p ＝________，动能变化量ΔE k ＝________．(2)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v ＝gt 计算重物速度B ．利用公式v ＝2gh 计算重物速度C ．空气阻力和摩擦力的影响D ．没有采用多次实验取平均值的方法(3)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O 的距离h ，计算对应计数点的重物速度v ，描绘v 2h 图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，图像斜率满足k ＝________，则重物下落过程中机械能守恒．答案：(1)mgh B m （h C －h A ）28T 2(2)C (3)2g 解析：(1)从打O 点到打B 点的过程中，重物的重力势能减少量ΔE p ＝mgh B .B 点的速度v B ＝hC －h A 2T ，则动能的增加量为ΔE k ＝12 m v 2B ＝m （h C －h A ）28T 2. (2)验证性实验中若重物的速度采用选项A 、B 的方法计算得出，则会出现重力势能的减少量等于动能的增加量，A 、B 错误；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会大于动能的增加量，C 正确；多次实验取平均值的方法可以减小偶然误差，对系统误差没有效果，D 错误．(3)若机械能守恒，则有mgh ＝12m v 2，可得v 2＝2gh ，则此时v 2 h 图像是过原点的一条直线，图像的斜率为2g .2．[2024·海南省天一大联考]某同学利用频闪照相机和气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验，实验装置如图1所示．实验的主要步骤如下：A.用天平测出滑块的质量m ＝0.2 kg ；B ．将安装有刻度尺的气垫导轨调整到倾角θ＝24°的倾斜状态(sin 24°＝0.4)；C ．将滑块从导轨的顶端由静止释放，使用频闪照相机对滑块进行拍摄，频闪照相机每隔T ＝0.05 s 拍摄一次．某次拍摄后得到的照片如图2所示，该同学在实验中测得影像间对应的实际距离分别为s 1＝2.42 cm ，s 2＝3.41 cm ，s 3＝4.37 cm ，s 4＝5.34 cm.已知当地的重力加速度g ＝9.8 m/s 2.结合以上实验数据，完成下列填空：(计算结果均保留三位有效数字)(1)滑块在位置B 时的速度大小为________ m/s.(2)滑块由B 运动至D ，重力势能的减小量为________ J ，动能的增加量为________ J ，在误差允许的范围内，认为滑块下滑过程机械能守恒．(3)写出两条产生误差的可能原因：①____________________；②____________________．答案：(1)0.583 (2)6.10×10－2 6.03×10－2 (3)空气阻力的作用 读取数据时产生读数误差解析：(1)滑块做匀变速运动，在位置B 时有v B ＝（s 1＋s 2）2T，代入数据得v B ＝0.583 m/s. (2)滑块由B 运动至D ，重力势能的减少量ΔE p ＝mg (s 3＋s 2)·sin 24°＝6.10×10－2 J ，滑块在D 点的速度大小v D ＝（s 3＋s 4）2T ，解得v D ＝0.971 m/s ，动能的增加量ΔE k ＝12m (v 2D －v 2B )，解得ΔE k ＝6.03×10－2 J.(3)滑块在下滑过程中受空气阻力作用，产生误差或读取刻度尺上滑块对应位置距离时产生读数误差．3．[2024·江西省南昌市期中考试]用如图甲所示的实验装置验证质量分别为m 1、m 2的物体A 、B 组成的系统机械能守恒．物体B 从高处由静止开始下落，物体A 上拖着的纸带打出一系列的点，如图乙所示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个点未画出，计数点间的距离如图所示．已知m 1＝50 g ，m 2＝150 g ．(打点计时器打点周期为0.02 s ，g 取9.8 m/s 2)(1)在打0～5点的过程中系统动能的增加量ΔE k ＝________ J(保留三位有效数字)，系统重力势能的减少量ΔE p ＝________ J ，(保留三位有效数字)由此得出的结论是在误差允许范围内，A 、B 组成的系统机械能守恒．(2)若某同学作出12v 2h 图像如图丙所示，则实验测出当地的重力加速度g ＝________ m/s 2.(保留三位有效数字)答案：(1)0.576 0.600 (2)9.70解析：(1)打点计时器打点周期为0.02 s ，每相邻两计数点间还有4个点未画出，则相邻计数点间的时间间隔为T ＝5×0.02 s ＝0.1 s ，由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得，打下点5时，速度大小为v 5＝x 462T ＝（21.60＋26.40）×10－22×0.1 m/s ＝2.40 m/s ，系统动能的增加量ΔE k ＝12(m 1＋m 2)v 25 ＝0.576 J ，系统重力势能的减少量ΔE p ＝(m 2－m 1)gh 5＝0.600 J.(2)系统机械能守恒，由机械能守恒定律得(m 2－m 1)gh ＝12 (m 1＋m 2)v 2，解得12v 2＝（m 2－m 1）g （m 1＋m 2） h ，结合12 v 2h 图像有（m 2－m 1）g （m 1＋m 2）＝5.821.20 ，解得g ＝9.70 m/s 2.。
第5节实验验证机械能守恒定律(Word版含答案)
2021-2022学年人教版（2019）必修第二册第八章第5节实验：验证机械能守恒定律能力提升练习一、单选题1．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v2-h图象应是图中的（）A．B．C．D．2．某同学用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律"实验。
下列说法正确的是（）A．打点计时器使用的是交流电源B．完成该实验需要秒表C．实验时应先释放纸带，再接通电源D．实验时必需测量物体的质量3．在做“验证机械能守恒定律”的实验时，以下说法中正确的是（）A．选用重锤时，密度大体积小的比密度小体积大的好B．选用重锤时，密度小体积大的比密度大体积小的好C．选用的重锤一定要测其质量D．重锤的质量大小与实验准确性无关4．如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮。
质量分别为M、m（M>m）的滑块A、B，通过跨过定滑轮的不可伸长的轻绳连接，轻绳与斜面平行。
两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。
若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（）A．两滑块组成的系统机械能守恒B．重力对A做的功等于A动能的增加量C．轻绳对B做的功等于B势能的增加量D．两滑块组成系统的机械能损失量等于A克服摩擦力做的功5．某位同学做利用自由落体运动“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6．关于“验证机械能守恒定律”的实验中，以下说法正确的是（）A．实验中摩擦不可避免，因此纸带越短越好，因为纸带越短，克服摩擦力做的功就越小，误差就越小B．称出重锤的质量C．纸带上第1、2两点间距若不接近2 mm，则无论怎样处理实验数据，实验误差一定较大D．处理打完点的纸带时，可以直接利用打点计时器打出的实际点迹，而不必采用“计数点”的方法7．为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用实验系统设计了一个实验，实验装置如图所示，图中A、B两点分别固定了两个速度传感器，速度传感器可以测出运动物体的瞬时速度。
第4章 5.机械能守恒定律 同步测试Word版含答案
学业分层测评(十五) (建议用时：45分钟)1．在“验证机械能守恒定律”实验中，纸带将被释放瞬间的四种情况如照片所示，其中最合适的是( )【解析】 开始释放时，重锤要靠近打点计时器，纸带应保持竖直方向，故D 正确． 【答案】 D2．下列说法正确的是( )A ．物体沿水平面做匀加速运动，机械能一定守恒B ．起重机匀速提升物体，机械能一定守恒C ．物体沿光滑曲面自由下滑过程中，机械能一定守恒D ．跳伞运动员在空中匀速下落过程中，机械能一定守恒【解析】 A 项，势能不变动能增加；B 项，动能不变势能增加；C 项，只有重力做功机械能守恒；D 项，动能不变势能减小，综上所述选项C 正确．【答案】 C3．如图457所示，在水平台面上的A 点，一个质量为m 的物体以初速度v 0被抛出，不计空气阻力，则它到达B 点时速度的大小是( )【导学号：22852113】图457A.2ghB.v 20＋2gh C.v 20－2ghD ．v 02hg【解析】 若选桌面为参考面，则12mv 20＝－mgh ＋12mv 2B ，解得v B ＝v 20＋2gh .【答案】 B4．如图458所示，一固定在地面上的光滑斜面的顶端固定有一轻弹簧，地面上质量为m 的物块(可视为质点)向右滑行并冲上斜面．设物块在斜面最低点A 的速率为v ，压缩弹簧至C 点时弹簧最短，C 点距地面高度为h ，则物块运动到C 点时弹簧的弹性势能为( )图458A ．mghB ．mgh ＋12mv 2C ．mgh －12mv 2D.12mv 2－mgh 【解析】 由机械能守恒定律可得物块的动能转化为其重力势能和弹簧的弹性势能，有12mv 2＝mgh ＋E p ，故E p ＝12mv 2－mgh . 【答案】 D5．如图459所示的光滑轻质滑轮，阻力不计，M 1＝2 kg ，M 2＝1 kg ，M 1离地高度为H ＝0.5 m ．M 1与M 2从静止开始释放，M 1由静止下落0.3 m 时的速度为( )图459A. 2 m/s B ．3 m/s C ．2 m/sD ．1 m/s【解析】 对系统运用机械能守恒定律得，(M 1－M 2)gh ＝12(M 1＋M 2)v 2，代入数据解得v＝ 2 m/s ，故A 正确，B 、C 、D 错误．【答案】 A6．(多选)由光滑细管组成的轨道如图4510所示，其中AB 、BC 段均为半径为R 的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内．一质量为m 的小球，从距离水平地面高为H 的管口D 处由静止释放，最后能够从A 端水平抛出落到地面上．下列说法正确的是( )图4510A ．小球落到地面相对于A 点的水平位移值为2RH －2R 2B ．小球落到地面相对于A 点的水平位移值为22RH －4R 2C ．小球能从细管A 端水平抛出的条件是H ＞2RD ．小球能从细管A 端水平抛出的最小高度H min ＝52R【解析】 小球从D 到A ，根据机械能守恒定律知，mg (H －2R )＝12mv 2，小球从A 出发后平抛，有12gt 2＝2R ，水平位移x ＝vt ＝22RH －4R 2，则B 正确，A 错误；竖直平面内小球在细管中可以过最高点A 的最小速度为0，根据机械能守恒定律知，小球要到达A 点且水平抛出，则需要满足H ＞2R ，则C 正确，D 错误．【答案】 BC7．在“验证机械能守恒定律”的实验中： (1)下列物理量中需要用工具直接测量的有( ) A ．重物的质量 B ．重力加速度 C ．重物下落的高度D ．与重物下落高度对应的重物的瞬时速度(2)实验中，如果以v 22为纵轴，以h 为横轴，根据实验数据绘出的v 22h 图线应是________，才能合乎实验验证的要求，v 22h 图线的斜率等于________的数值．【解析】 (1)在“验证机械能守恒定律”的实验中，只需要用刻度尺测量重物下落的高度．重物的质量不用测量．重力加速度不需要测量．通过计算可以得到与重物下落高度对应的重物的瞬时速度．故选C.(2)在验证机械能守恒定律的实验中，有：mgh ＝12mv 2，则有：v22＝gh ，由于g 是常数，所以v 22h 图线为过原点的倾斜直线，图线的斜率等于g .【答案】 (1)C(2)过原点的倾斜直线 重力加速度g8．在“验证机械能守恒定律”的实验中，某同学实验时，手总是抖动，找不出一条起始点迹清晰的纸带，该同学便选取一段纸带进行测量，如图4511所示，A 、B 、C 、D 、E 、F 是以2个计时点为1个计数点，其测量结果是AB ＝4.53 cm ，AC ＝10.58 cm ，AD ＝18.17 cm ，AE ＝27.29 cm ，AF ＝37.94 cm(g 取9.8 m/s 2)．(1)若重物质量为m ，从B 到E 重力势能减少了多少？(2)从B 到E 动能增加了多少？ (3)试对实验结果进行分析．图4511【解析】 (1)ΔE p ＝mg Δh ＝mg ·BE ＝m ×9.8×(27.29－4.53)×10－2J ＝2.23m J. (2)由匀变速运动的速度特征得v B ＝v AC ＝AC 2T ＝10.58×10－22×0.04m/s ＝1.32 m/sv E ＝v DF ＝DF2T＝－－22×0.04m/s ＝2.47 m/s又根据E k ＝12mv 2有E k B ＝12×m ×1.322J＝0.87m JE k E ＝12×m ×2.472 J ＝3.05m J故ΔE k ＝E k E －E k B ＝(3.05m －0.87m )J ＝2.18m J.(3)动能增加量为 2.18m J ，略小于重力势能减少量，在实验误差允许的范围内，动能的增加等于重力势能的减少量，即机械能守恒．【答案】 见解析9．(多选)如图4512所示，在地面上以速度v 0抛出质量为m 的物体，抛出后物体落到比地面低h 的海平面上．若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则下列选项正确的是( )【导学号：22852114】图4512A ．物体落到海平面时的势能为mghB ．重力对物体做的功为mghC ．物体在海平面上的动能为12mv 20＋mghD ．物体在海平面上的机械能为12mv 2【解析】 若以地面为参考平面，物体落到海平面时的势能为－mgh ，所以A 选项错误；此过程重力做正功，做功的数值为mgh ，因而B 正确；不计空气阻力，只有重力做功，所以机械能守恒，有12mv 20＝－mgh ＋E k ，在海平面上的动能为E k ＝12mv 20＋mgh ，C 选项正确；在地面处的机械能为12mv 20，因此在海平面上的机械能也为12mv 20，D 选项正确．【答案】 BCD10．(多选)如图4513所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，半径r ＝0.4 m ，最低点有一小球(半径比r 小很多)，现给小球以水平向右的初速度v 0，如果要使小球不脱离圆轨道运动，那么v 0应当满足(g 取10 m/s 2)( )图4513A ．v 0≥0B ．v 0≥4 m/sC ．v 0≥25m/sD ．v 0≤22m/s【解析】 当小球沿轨道上升的最大高度等于r 时，由机械能守恒定律得12mv 20＝mgr ，得v 0＝22m/s ；当小球恰能到达圆轨道的最高点时有mg ＝m v 2R又由机械能守恒12mv 20＝mg 2r ＋12mv 2解得v 0＝25m/s.所以满足条件的选项为C 、D. 【答案】 CD11．如图4514所示，在竖直平面内有一固定光滑轨道，其中AB 是长为R 的水平直轨道，BCD 是圆心为O 、半径为R 的3/4圆弧轨道，两轨道相切于B 点．在外力作用下，一小球从A 点由静止开始做匀加速直线运动，到达B 点时撤除外力．已知小球刚好能沿圆轨道经过最高点C ，重力加速度为g .求：图4514(1)小球在AB 段运动的加速度的大小；(2)小球从D 点运动到A 点所用的时间．【解析】 (1)设小球在C 点的速度大小为v C ，根据牛顿第二定律有，mg ＝m v 2CR小球从B 点运动到C 点，根据机械能守恒定律， 12mv 2B ＝12mv 2C ＋2mgR 在AB 段设加速度的大小为a ，由运动学公式，有v 2B ＝2aR联立解得AB 段运动的加速度的大小a ＝52g .(2)设小球在D 处的速度大小为v D ，下落到A 点时的速度大小为v ，由机械能守恒定律有：12mv 2B ＝12mv 2D ＋mgR 12mv 2B ＝12mv 2 设小球从D 点运动到A 点所用的时间为t ，由运动学公式得，gt ＝v －v D 联立解得：t ＝(5－3)Rg. 【答案】 (1)52g (2)(5－3)R g12．山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤，其示意图如图4515，图中A 、B 、C 、D 均为石头的边缘点，O 为青藤的固定点，h 1＝1.8 m ，h 2＝4.0 m ，x 1＝4.8 m ，x 2＝8.0 m ．开始时，质量分别为M ＝10 kg 和m ＝2 kg 的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头的A 点水平跳至中间石头．大猴抱起小猴跑到C 点，抓住青藤下端，荡到右边石头上的D 点，此时速度恰好为零．运动过程中猴子均可看成质点，空气阻力不计，重力加速度g 取10 m/s 2.求：图4515(1)大猴从A 点水平跳离时速度的最小值； (2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小； (3)猴子荡起时，青藤对猴子的拉力大小.【导学号：22852115】【解析】 本题考查了平抛运动、机械能守恒定律和圆周运动的综合应用，考查了考生的分析综合能力，运动过程和受力分析是解答关键．思路大致如下：根据平抛运动求猴子的最小速度，根据机械能守恒定律求猴子荡起时的速度，利用圆周运动，结合几何关系，求青藤的拉力．(1)设猴子从A 点水平跳离时速度最小值为v min ，根据平抛运动规律，有h 1＝12gt 2 ① x 1＝v min t② 由①②式得v min ＝8 m/s.③(2)猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒，设荡起时速度为v C ，有 (M ＋m )gh 2＝12(M ＋m )v 2C④ v C ＝2gh 2＝80 m/s≈9 m/s.⑤(3)设拉力为T ，青藤长度为L ，在最低点，由牛顿第二定律得T －(M ＋m )g ＝M ＋m v 2CL⑥由几何关系 (L －h 2)2＋x 22＝L 2⑦ 故L ＝10 m⑧综合⑤⑥⑧式并代入数据得T ＝216 N.【答案】 (1)8 m/s (2)9 m/s (3)216 N学业分层测评(十七) (建议用时：45分钟)1．(多选)物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步．下列表述正确的是( )A ．牛顿发现了万有引力定律B ．牛顿通过实验证实了万有引力定律C ．相对论的创立表明经典力学已不再适用D ．爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推广到高速领域【解析】 万有引力定律是牛顿发现的，但在实验室里加以验证是卡文迪许进行的，A 对，B 错；相对论并没有否定经典力学，经典力学对于低速、宏观物体的运动仍适用，C 错；狭义相对论的建立，是人类取得的重大成就，从而把物理学推广到高速领域，D 对．【答案】 AD2．关于经典力学和相对论，下列说法正确的是( ) A ．经典力学和相对论是各自独立的学说，互不相容 B ．相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的 C ．相对论和经典力学是两种不同的学说，二者没有联系 D ．经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例【解析】 经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例，即当速度远小于光速时的特殊情形，故D 对．【答案】 D3．假设有兄弟俩个，哥哥乘坐宇宙飞船以接近光速的速度离开地球去遨游太空，经过一段时间返回地球，哥哥惊奇地发现弟弟比自己要苍老许多，则该现象的科学解释是( )A ．哥哥在太空中发生了基因突变，停止生长了B ．弟弟思念哥哥而加速生长C ．由相对论可知，物体速度越大，其时间进程越慢，生理进程也越慢D ．这是神话，科学无法解释 【解析】 根据公式t ＝t 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c2可知，物体的速度越大，其时间进程越慢．【答案】 C4．相对论告诉我们，物体运动时的质量与其静止时的质量相比( ) A ．运动时的质量比静止时的质量大 B ．运动时的质量比静止时的质量小 C ．运动时的质量与静止时的质量相等 D ．是两个不同的概念，无法比较 【解析】 根据狭义相对论的质速关系m ＝m 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c2知，物体运动时的质量比静止时的质量大，A 对，B 、C 、D 错．【答案】 A5．关于爱因斯坦质能关系式，下列说法中正确的是( ) A ．E ＝mc 2中的E 是物体以光速c 运动的动能 B ．E ＝mc 2是物体的核能C ．E ＝mc 2是物体各种形式能的总和D ．由ΔE ＝Δmc 2知，在核反应中，亏损的质量Δm 与放出的能量ΔE 存在一定关系 【解析】 爱因斯坦的质能关系E ＝mc 2，只是说明物体具有的能量与它的质量之间存在着简单的正比关系．物体的能量增大了，质量也增大；能量减小了，质量也减小．故只有D 项是正确的，其他均错．【答案】 D6．(多选)对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点下列说法正确的有( ) A ．以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收的 B ．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍 C ．吸收的能量可以是连续的 D ．辐射和吸收的能量是量子化的【解析】 根据普朗克的量子理论 ，能量是不连续的，其辐射和吸收的能量只能是某一最小能量单位的整数倍，故A 、B 、D 均正确而C 错误．【答案】 ABD7．如果真空中的光速为c ＝3.0×108m/s ，当一个物体的运动速度为v 1＝2.4×108m/s 时，质量为3 kg.当它的速度为1.8×108 m/s 时，则质量是( )A ．2.25 kgB ．2.50 kgC ．3.00 kgD ．2.10 kg【解析】 根据狭义相对论，m ＝m 01－v c2，由题意知：m 1＝m 01－v 1c2，m 2＝m 01－v 2c2，则m 1m 2＝1－v 22c 21－v 21c2＝4535＝43， 解得m 2＝34m 1＝94 kg ＝2.25 kg.A 对．【答案】 A8．一支静止时长l 的火箭以v 的速度从观察者的身边飞过． (1)火箭上的人测得火箭的长度应为多少？ (2)观察者测得火箭的长度应为多少？(3)如果火箭的速度为光速的二分之一，观察者测得火箭的长度应为多少？ 【解析】 (1)火箭上的人测得的火箭长度与火箭静止时测得的长度相同，即为l . (2)火箭外面的观察者看火箭时，有相对速度v ，测量长度将变短，由相对论长度收缩效应公式知l ′＝l1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2，其中c 为真空中的光速．(3)将v ＝c 2代入长度收缩效应公式得l ′＝32l .【答案】 (1)l (2)l1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2(3)32l9．如图512所示，a 、b 、c 为三个完全相同的时钟，a 放在水平地面上，b 、c 分别放在以速度v b 、v c 向同一方向飞行的两枚火箭上，且v b ＜v c ，则地面的观察者认为走得最慢的钟为( )【导学号：22852124】图512A ．aB ．bC ．cD ．无法确定【解析】 根据公式Δt ＝Δt ′1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c2可知，相对于观察者的速度v 越大，其上的时间进程越慢，由v c ＞v b ＞v a ＝0，知c 钟走得最慢．【答案】 C10．惯性系S 中有一边长为l 的正方形，从相对S 系沿x 方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图像是( )【解析】 由l ＝l 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c2可知沿速度方向即x 轴方向的长度变短了，而垂直于速度方向即y 轴方向的边长不变，故选项C 正确．【答案】 C11．一个原来静止的电子，经电压加速后，获得的速度为v ＝6×106m/s.问电子的质量增大了还是减小了？改变了百分之几？【解析】 根据爱因斯坦的狭义相对论m ＝m 01－v 2c 2得出运动后的质量增大了．m ＝m 01－v 2c 2＝m 01－62×106×232×108×2≈1.000 2m 0所以改变的百分比为：m －m 0m 0×100%＝0.02%. 【答案】 增大 0.02%12．半人马星座α星是离太阳系最近的恒星，它距地球为4.3×1016 m ．设有一宇宙飞船自地球往返于半人马星座α星之间．(1)若宇宙飞船的速率为0.999c ，按地球上时钟计算，飞船往返一次需多少时间？(2)如以飞船上时钟计算，往返一次的时间又为多少？ 【解析】 (1)由于题中恒星与地球的距离s 和宇宙飞船的速度v 均是地球上的观察者测量的，故飞船往返一次，地球时钟所测时间间隔Δt ＝2s v＝2.87×108 s. (2)可从相对论的时间延缓效应考虑．把飞船离开地球和回到地球视为两个事件，显然飞船上的钟测出两事件的时间间隔Δt ′是固定的，地球上所测的时间间隔Δt 与Δt ′之间满足时间延缓效应的关系式．以飞船上的时钟计算，飞船往返一次的时间间隔为Δt ′＝Δt 1－v 2c2＝1.28×107 s. 【答案】 (1)2.87×108 s (2)1.28×107 s。
2019-2020学年高中物理新人教版必修2同步训练(21)机械能守恒定律Word版含答案
2019-2020 学年人教版物理必修 2 同步训练（ 21）机械能守恒定律1、在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞翔体验装置,体验者在风力作用下飘荡在半空。
若减小风力,体验者在加快着落过程中( )A. 失重且机械能增添C.超重且机械能增添B.失重且机械能减少D.超重且机械能减少2、小球做以下几种运动,其机械能守恒的是( )A. 小球被外力拉着沿圆滑的斜面匀速上涨B.小球落在竖直弹簧上,将弹簧压缩至最短C.小球在竖直平面内做匀速圆周运动D.小球在做自由落体运动3、质量为m 的小球 ,用长为l 的轻绳悬挂于O 点 ,小球在水平力 F 作用下 ,从最低点P 迟缓地移到Q 点 ,如下图,重力加快度为g,则在此过程中( )A. 小球遇到的协力做功为mgl 1cosB.拉力 F 的功为 Fl cosC.重力势能的变化大于 mgl 1 cosD. 水平力 F 做功使小球与地球构成的系统机械能变化了mgl 1cos4、如下图，桌面高度为h，质量为m 的小球，从离桌面高H 处自由着落，设地面处的重力势能为零，则小球落到地眼前瞬时的机械能为（）A ． mgH B． mgh5、滑雪运动深受人民民众的喜欢C． mg（H ＋ h）D． mg（ H－ h）,某滑雪运动员 (可视为质点 )由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道 AB,从滑道的 A 点滑行到最低点B 的过程中 ,因为摩擦力的存在,运动员的速率不变,则运动员沿 AB 下滑过程中 ()A. 所受合外力一直为零B. 所受摩擦力大小不变C.合外力做功必定为零D. 机械能一直保持不变6、在如下图的装置中，木块B与水平桌面间的接触是圆滑的，子弹 A 沿水平方向射入木块后留在此中，将弹簧压缩到最短．若将子弹、木块和弹簧合在一同作为系统，则此系统在从子弹开始射入到弹簧被压缩至最短的整个过程中（）A. 动量守恒，机械能守恒B. 动量守恒，机械能不守恒C. 动量不守恒，机械能不守恒D. 动量不守恒，机械能守恒7、一物体从高为h 处自由着落 ,不计空气阻力 ,落至某一地点时其动能与重力势能恰巧相等(取地面为零势能面),则( )hB. 物体的速度为ghA. 物体所处的高度为2C.着落的时间为hD. 机械能可能小于 mgh g8、如下图 ,长为 l 的平均铁链对称挂在一轻质小滑轮上,某一细小的扰动使铁链向一侧滑动, 则铁链完整走开滑轮时速度大小为( )A. 2glB. gl2 gl glC. D.2 29、如下图 ,弹簧固定在地面上,一小球从它的正上方 A 处自由着落 ,抵达 B 处开始与弹簧接触,抵达 C 处速度为 0,不计空气附力 ,则小球从 B 到 C 的过程中 ( )A. 弹簧的弹性势能不停增大B.弹簧的弹性势能不停减小C.小球和弹簧构成的系统机械能不停减小D.小球和弹簧构成的系统机械能保持不变10、如下图 ,斜面体置于圆滑水平川面上,其圆滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑,在物体下滑过程中,以下说法正确的选项是( )A. 物体的重力势能减少,动能增添 ,机械能增大B.斜面体的机械能不变C.斜面对物体的作使劲垂直于接触面,不对物体做功D.物体和斜面体构成的系统机械能守恒11、如图 ,固定的倾斜圆滑杆上套有一个质量为m 的圆环 ,圆环与竖直搁置的轻质弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在地面上的 A 点 ,弹簧处于原长 h。
人教版高中物理必修二检测：课时训练21实验验证机械能守恒定律 Word版含答案
课时训练21实验:验证机械能守恒定律题组一实验原理与步骤1.(多选)在“验证机械能守恒定律”的实验中,要验证的是重物重力势能的减少等于它动能的增加,以下步骤仅是实验中的一部分,在这些步骤中多余的或错误的有()A.用天平称出重物的质量B.把打点计时器固定到铁架台上,并用导线把它和低压交流电源连接起来C.把纸带的一端固定到重物上,另一端穿过打点计时器的限位孔,把重物提升到一定高度D.接通电源,待打点稳定后释放纸带E.用停表测出重物下落的时间解析:在“验证机械能守恒定律”的实验中,需验证重力势能减少量mgh和动能增加量mv2之间的大小关系,若机械能守恒,则有mgh=mv2成立,两边都有质量,可约去,即验证gh=v2成立即可,故无需测质量,A选项多余;对E选项,测速度时,用的是纸带上的记录点间的距离和打点计时器打点的时间间隔,无需用停表测量,因此E选项也多余。
答案:AE2.在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列物理量中要用工具测量的有,通过计算得到的有。
A.重锤的质量B.初始时重锤距地面的高度C.重锤下落的高度D.与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度解析:通过实验原理可知,重锤下落的高度要用毫米刻度尺直接量出,下落这一高度时对应的速度由中间时刻的瞬时速度等于那一段时间内的平均速度求出,故需用工具测量的是C,通过计算得到的是D。
答案:C D3.某同学为验证机械能守恒定律编排了如下实验步骤:A.用天平称出重物的质量B.把纸带固定到重物上,并把纸带穿过打点计时器,提升到一定高度C.拆掉导线,整理仪器D.断开电源,调整纸带,重做两次E.用停表测出重物下落的时间F.用毫米刻度尺测出计数点与起点的距离,记录数据,并计算出结果,得出结论G.把打点计时器接到低压直流电源上H.接通电源,释放纸带I.把打点计时器接到低压交流电源上J.把打点计时器固定到桌边的铁架台上上述实验步骤中错误的是,可有可无的是,其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列应是。
7.9《实验：验证机械能守恒定律》人教版高中物理必修二练习(含解析)
7.9《验证机械能守恒定律》同步练习（含答案）一、多选题1．在“验证机械能守恒定律”实验中，除铁架台、铁夹、学生电源、纸带和重物外，还需选用下述仪器中的哪几种（ ）A ．秒表B ．刻度尺C ．天平D ．电火花计时器 2．如图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，下面举出一些计算n 点速度的方法，其中正确的是( )A ．v n ＝gnTB ．v n ＝g (n －1)TC ．n n+1n 2s s v T +=D ．n 1n 1n 2h h v T+--= 3．某小组利用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验，得到了如图乙所示的一条纸带。
图乙中O 点是打出的第一个点，A 、B 、C 、D 、E 、F 是依次打出的点，OE 间的距离为x 1，DF 的距离为x 2，已知相邻两点间的时间间隔为T ，重力加速度为g 。
下列说法正确的是（ ）A ．打点计时器打下E 点时，重物的速度大小为22x TB ．打点计时器打E 点时，重物的速度大小为122x x TC ．在误差允许范围内，若gx 1=2228x T，则重物下落过程中机械能守恒 D ．在误差允许范围内，若gx 1=2224x T，则重物下落过程中机械能守恒 4．用DIS 实验研究机械能守恒定律的实验中，用光电门测定摆锤在某--位置的瞬时速度。
实验测得D 点的速度偏小，造成这个误差的原因可能是A ．摆锤释放的位置高于A 点B ．摆锤释放的位置在AB 之间C ．摆锤在A 点没有静止释放D ．光电门没有放在D 点二、单选题5．某同学用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验,下列说法正确的是A．必须用秒表测里重物下落的时间B．可以不测量重物的质量C．电火花计时器使用的是直流电源D．应先释放纸带,再接通电源6．用图示装置验证机械能守恒定律，由于安装不到位，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（）A．重力势能的减小量明显大于动能的增加量B．重力势能的减小量明显小于动能的增加量C．重力势能的减小量等于动能的增加量D．以上几种情况都有可能7．利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是()A．实验中可以不用天平测出重物的质量B．实验时接通电源和释放纸带应同时进行C．实验中选用重物的体积越大，实验误差一定越小D．实验中把秒表测得的时间代入v＝gt，计算重锤的速度8．用落体法验证机械能守恒定律的实验中得到如图所示纸带。
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课时训练21实验:验证机械能守恒定律题组一实验原理与步骤1.(多选)在“验证机械能守恒定律”的实验中,要验证的是重物重力势能的减少等于它动能的增加,以下步骤仅是实验中的一部分,在这些步骤中多余的或错误的有()A.用天平称出重物的质量B.把打点计时器固定到铁架台上,并用导线把它和低压交流电源连接起来C.把纸带的一端固定到重物上,另一端穿过打点计时器的限位孔,把重物提升到一定高度D.接通电源,待打点稳定后释放纸带E.用停表测出重物下落的时间解析:在“验证机械能守恒定律”的实验中,需验证重力势能减少量mgh和动能增加量mv2之间的大小关系,若机械能守恒,则有mgh=mv2成立,两边都有质量,可约去,即验证gh=v2成立即可,故无需测质量,A选项多余;对E选项,测速度时,用的是纸带上的记录点间的距离和打点计时器打点的时间间隔,无需用停表测量,因此E选项也多余。
答案:AE2.在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列物理量中要用工具测量的有,通过计算得到的有。
A.重锤的质量B.初始时重锤距地面的高度C.重锤下落的高度D.与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度解析:通过实验原理可知,重锤下落的高度要用毫米刻度尺直接量出,下落这一高度时对应的速度由中间时刻的瞬时速度等于那一段时间内的平均速度求出,故需用工具测量的是C,通过计算得到的是D。
答案:C D3.某同学为验证机械能守恒定律编排了如下实验步骤:A.用天平称出重物的质量B.把纸带固定到重物上,并把纸带穿过打点计时器,提升到一定高度C.拆掉导线,整理仪器D.断开电源,调整纸带,重做两次E.用停表测出重物下落的时间F.用毫米刻度尺测出计数点与起点的距离,记录数据,并计算出结果,得出结论G.把打点计时器接到低压直流电源上H.接通电源,释放纸带I.把打点计时器接到低压交流电源上J.把打点计时器固定到桌边的铁架台上上述实验步骤中错误的是,可有可无的是,其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列应是。
(均只需填步骤的代号)解析:对于物理实验,掌握实验原理和操作方法是最基本的要求。
只有掌握了实验原理,才能判断出实验步骤中哪些是错误的,哪些是正确且必要的。
只有亲自动手进行认真的操作,才能将实验步骤按正确的顺序排列。
上述实验步骤中错误的是E和I,因为实验中不需要测定时间,打点计时器应使用低压交流电源。
可有可无的实验步骤是A。
其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列是JGBHDCF。
答案:E、I A JGBHDCF题组二实验数据处理和注意事项4.如图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()①n点是第n个点,则v n=gnT②n点是第n个点,则v n=g(n-1)T③v n=④v n=A.①③B.①②③C.③④D.①③④解析:速度不能用v=gt或v=计算,因为只要认为加速度为g,机械能当然守恒,即相当于用机械守恒定律验证机械能守恒定律。
况且用v=gt计算出的速度比实际值大,会得出机械能增加的结论,而因为摩擦阻力的影响,机械能应该减小,所以速度应从纸带上直接测量计算。
答案:C5.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50 Hz。
查得当地的重力加速度g=9.80 m/s2,测得所用的重物的质量为1.00 kg。
实验中得到一条点迹清晰的纸带,把第1个点记为O点,另选连续的4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62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm。
(1)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。
(保留三位有效数字)(2)实验中产生系统误差的原因主要是,为了减小误差,悬挂在纸带下的重物的质量应选择。
(3)如果以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的-h图线是,该线的斜率等于。
解析:(1)先判定D点的可靠性,即判定s BC-s AB是否等于s CD-s BC。
如相等(或在误差范围内),D 点就可靠(在D点之前重物做自由落体运动),就可利用v C=求出重物在C点的速度,E k C=。
则重力势能的减少量ΔE p=mgh,h是O点到C点的距离。
故ΔE p=mgh=1.00×9.80×0.777 6 J≈7.62 J。
由于v C= m/s≈3.888 m/s,所以动能的增加量ΔE k=×1.00×3.8882 J≈7.56 J。
(2)产生系统误差的原因是打点计时器限位孔对纸带有摩擦力,选择质量较大的重物可减小摩擦力的影响。
(3)以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的-h图线是一条过原点的斜倾直线,该线的斜率为当地重力加速度。
答案:(1)7.627.56(2)打点计时器限位孔对纸带有摩擦力较大的(3)一条过原点的倾斜直线当地重力加速度(9.80 m/s2)(建议用时:30分钟)1.在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列物理量中需要直接测量的是()A.重物的质量B.重力加速度C.重物下落的高度D.重物下落某一高度所对应的瞬时速度解析:重物的质量不需要测量;重力加速度是已知的;重物下落的高度需要测量;瞬时速度是根据纸带上的数据计算得出的。
故选项C正确。
答案:C2.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B.将连有重物的纸带穿过限位孔,使重物停靠在打点计时器附近C.先释放纸带,再接通电源D.更换纸带,重复实验,根据记录处理数据解析:若先释放纸带,再接通电源,则纸带的起点不是自由落体的起点,选项C错误。
答案:C3.在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列关于实验误差的说法正确的是()A.所用电源的电压不稳是造成该实验误差的主要原因B.重物质量的称量不准会引起较大的误差C.重物质量选得较大一些,有利于减小误差D.在求某点的速度时,通过所打的点得出时间t,再使用公式v=gt进行计算,这样得到的速度值会更准确解析:本实验中纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦力是实验误差产生的主要来源。
实验不需要测量重物质量的具体数值,但重物重力较大时,其摩擦力就相对小,这样可以减小相对误差。
在求某点速度时不能使用v=gt公式计算,因该值为理论值而不是实验值,故答案应选C。
答案:C4.图中甲、乙两图都是用来“验证机械能守恒定律”的装置示意图,已知该打点计时器的打点频率为50 Hz。
甲、乙两图相比较,图所示的装置较好,简单说明原因:。
解析:因为用夹子固定纸带,可以避免乙图中用手握住纸带的弊端,一方面,由于手的抖动会造成纸带上的第一个点迹被拖长或位置不确定;另一方面,用夹子固定纸带,便于将纸带调整为竖直方向,以避免纸带与打点计时器限位孔之间产生过大的摩擦。
答案:甲原因见解析5.验证机械能守恒定律的实验采用重物自由下落的方法。
(1)若实验中所用重锤质量m=1 kg,打点纸带如图所示。
打点时间间隔为0.02 s,则记录B点时重锤的速度为。
重锤的动能为,从开始下落到B点,重锤的重力势能减少量是,因此可以得出的结论是。
(保留两位小数)(2)根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落距离h,则以v2为纵轴,以h为横轴,画出的图象应是。
解析:(1)v B==0.59 m/s,重锤的动能E k B=≈0.17 J,重锤重力势能的减少量ΔE p B=mgh B≈0.18 J。
所以,在误差允许范围内,重物的动能增加量等于重力势能的减少量。
(2)重锤下落过程中mgh=mv2,所以v2=gh,以v2为纵轴,h为横轴,画出的图象应是过原点的直线。
答案:(1)0.59 m/s0.17 J0.18 J见解析(2)过原点的直线6.在“验证机械能守恒定律”的实验中,重物质量m=1 kg,纸带上打的点如图所示,打点计时器外接50 Hz 的低压交流电源。
(1)纸带的哪一端与重物相连?(2)打点计时器打下B点时重物的速度是多少?(3)若g取9.8 m/s2,则从起点O到打B点的过程中机械能是否守恒?通过计算验证。
解析:(1)左端,因为重物与第一个点最近。
(2)v B=×10-2 m/s=0.98 m/s。
(3)重锤重力势能的减少量为ΔE p=mgh=1×9.8×5.01×10-2 J=0.49 J重锤动能的增加量为ΔE k=×1×0.982 J=0.48 J在实验误差允许的范围内,可认为ΔE p=ΔE k,机械能守恒。
答案:(1)左端(2)0.98 m/s(3)见解析7.如图甲所示,将包有白纸的圆柱棒代替纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在马达上并随之转动,使之代替打点计时器。
当烧断挂圆柱棒的线后,圆柱棒沿竖直方向自由落下,毛笔就在圆柱棒的白纸上划出记号,如图乙所示。
测得记号之间的距离依次为26、42、58、74、90、106,单位为mm,已知马达铭牌上有“1 440 r/min”的字样,g取10 m/s2,请说明如何由此验证机械能守恒。
解析:由马达铭牌“1 440 r/min”算出毛笔画记号的时间间隔T= s≈0.04 s。
根据v n=算出划第n条线时圆柱棒的瞬时速度。
v C=m/s=1.25 m/s,v D=m/s=1.65 m/s,故动能的增加量ΔE k=m()=m×(1.652-1.252) m2·s-2=0.58 m2·s-2·m,而重力势能的减少量ΔE p=mg·CD=10×58×10-3 m2·s-2·m=0.58 m2·s-2·m,可见ΔE k=ΔE p,这就验证了圆柱棒自由下落时机械能是守恒的。
答案:见解析课时训练5向心加速度题组一对向心加速度的理解1.关于向心加速度的说法正确的是()A.向心加速度越大,物体速率变化越快B.向心加速度的大小与轨道半径成反比C.向心加速度的方向始终与线速度方向垂直D.在匀速圆周运动中向心加速度是恒量解析:向心加速度只反映速度方向变化的快慢,A错误;向心加速度的大小可用a=或a=ω2r表示,当v一定时,a与r成反比,当ω一定时,a与r成正比,可见a与r的比例关系是有条件的,故B错误;向心加速度的方向始终与线速度方向垂直,在圆周运动中始终指向圆心,方向在不断地变化,不是恒量,故匀速圆周运动也不能说是匀变速运动,应是变加速运动,故C正确,D错误。
答案:C2.关于做匀速圆周运动物体的向心加速度方向,下列说法正确的是()A.与线速度方向始终相同B.与线速度方向始终相反C.始终指向圆心D.始终保持不变解析:做匀速圆周运动的物体的向心加速度方向始终指向圆心。