學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精PAGE1學必求其心得，業必貴于專精PAGE課時作業（二十)一、選擇題1．（多選)某位同學做“驗證機械能守恒定律"的實驗,下列操作步驟中正確的是（)A．把電磁打點計時器固定在鐵架臺上，并用導線連接到低壓交流電源上B．將連有重錘的紙帶穿過限位孔,使重錘靠近打點計時器C．先釋放紙帶，再接通電源D．更換紙帶，重復實驗,根據記錄處理數據答案ABD解析在做“驗證機械能守恒定律"的實驗時，應先接通電源，后釋放紙帶，以保證打第一個點時紙帶的初速度為零,故C項錯誤，A、B、D項均正確．2．在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，以下說法中正確的是(）A．選用重錘時，密度大體積小的比密度小體積大的好B．選用重錘時,密度小體積大的比密度大體積小的好C．選用的重錘一定要測其質量D．重錘的質量大小與實驗準確性無關答案A解析驗證機械能守恒定律實驗中，由于重物要克服空氣阻力做功，從而產生系統誤差,選用密度大體積小的重錘能減小空氣阻力的影響，從而減小誤差，A項正確，B項錯誤，本實驗不用測重錘的質量，C項錯誤．重物質量選得大些，空氣阻力相對于重力可忽略不計，有利于減小誤差，D項錯誤．3。用圖所示裝置驗證機械能守恒定律，由于電磁打點計時器兩限位孔不在同一豎直線上,這樣實驗造成的結果是(）A．重力勢能的減少量明顯大于動能的增加量B．重力勢能的減少量明顯小于動能的增加量C．重力勢能的減少量等于動能的增加量D．以上幾種情況都有可能答案A解析計時器兩限位孔不在同一豎直線上，使紙帶通過時受到較大的阻力，由于重物下落時要克服阻力做功，重物減少的重力勢能一部分轉化為內能，故重力勢能的減小量大于動能的增加量，A項正確．4．在“驗證機械能守恒定律”實驗中，紙帶將被釋放瞬間的四種情況如照片所示，其中最合適的是（）答案D5．在利用重物自由下落驗證機械能守恒定律的實驗中,關于測量誤差的說法正確的是（）A．重物下落的實際高度大于測量值B．重物下落的實際高度小于測量值C．重物的實際末速度v大于gt(g為重力加速度，t為下落時間)D．重物的實際末速度v小于gt答案D解析由于紙帶與重物同步運動，故所測紙帶上兩點間距離與重物下落高度相同,A項、B項錯誤；由于存在阻力作用，重物下落的加速度a<g，故實際末速度v＝at〈gt，C項錯誤，D項正確．6．在驗證機械能守恒定律的實驗中，某同學依據紙帶求得相關各點的瞬時速度，以及與此相對應的下落距離h，以v2為縱軸，以h為橫軸，建立坐標系，描點后畫出變化圖線，從而驗證機械能守恒定律，若所有操作均正確，則得到的v2－h圖像應是下圖中的()答案C解析eq\f(1,2)mv2＝mgh得v2＝2gh，所以v2∝h，所畫v2－h圖像是一通過原點的直線．7．利用打點計時器進行“驗證機械能守恒定律”的實驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h，某班同學利用實驗得到的紙帶，設計了以下四種測量方案，其中正確的是(）A．用刻度尺測出物體下落的高度h,并測出下落時間t，通過v＝gt計算出瞬時速度vB．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v＝eq\r（2gh）計算出瞬時速度vC．根據做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v，并通過h＝eq\f(v2,2g)計算出高度hD．用刻度尺測出物體下落的高度h，根據做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v答案D解析物體由靜止開始下落過程中受到空氣阻力和紙帶與打點計時器間的摩擦阻力作用,做的不是自由落體運動，A項、B項錯誤；物體下落的高度是用刻度尺測量的，不是計算的，C項錯誤；D項為驗證機械能守恒定律的實驗測量方案,正確．二、非選擇題8．我國艦載飛機在“遼寧艦”上成功著艦后，某課外活動小組對艦載飛機利用阻攔索著艦的力學問題很感興趣．他們找來了木板、鋼球、鐵釘、橡皮條以及墨水,制作了如圖所示的裝置，準備定量研究鋼球在橡皮條阻攔下前進的距離與被阻攔前速率的關系．要達到實驗目的，需直接測量的物理量是鋼球由靜止釋放時的________和在橡皮條阻攔下前進的距離，還必須增加的一種實驗器材是________．忽略鋼球所受的摩擦力和空氣阻力，重力加速度已知，根據________定律(定理)，可得到鋼球被阻攔前的速率．答案距水平木板的高度刻度尺機械能守恒（或動能）解析在該實驗中，量出鋼球由靜止釋放時距水平木板的高度，以及在橡皮條阻攔下前進的距離,根據動能定理或機械能守恒定律得出被橡皮條阻攔前的速度,從而定量研究鋼球在橡皮條阻攔下前進的距離與被阻攔前速率的關系．9．(1）從下列器材中選出做驗證機械能守恒定律實驗時所必需的器材,其編號為________．A．打點計時器(包括紙帶）B．重物C．天平D．毫米刻度尺E．秒表F．運動小車(2）實驗中產生系統誤差的主要原因是______________________________________________________________________________________________________________________，使重物獲得的動能往往________．（3）如果以v2/2為縱軸,以h為橫軸,根據實驗數據繪出eq\f(v2，2)。h圖線是________，該線的斜率等于________．(4）某同學不慎將一條選擇好的紙帶的前面一部分損壞了，他測出剩下的一段紙帶上的各個點間的距離如圖所示，已知打點計時器的工作頻率為50Hz，重力加速度g＝9。8m/s2。利用這段紙帶說明：重錘通過2、5兩點過程的機械能守恒．答案(1）ABD(2）重錘運動受阻力小于它所減少的重力勢能(3)通過坐標原點的傾斜直線重力加速度(4)見解析解析根據勻變速直線運動在某一段時間內的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度，可分別求得2、5點的速度，有v2＝eq\f（（2。8＋3.2)×10－2,2×0。02）m/s＝1.50m/s，v5＝eq\f（（4。0＋4.3）×10－2,2×0。02)m/s＝2。075m/s。2、5兩點間的距離h25＝(3。2＋3.6＋4.0）×10－2m＝1。08×10－1m。ΔEp＝mgh25＝m×9。8×1.08×10－1J≈m×1.06J，ΔEk＝eq\f（1,2）mv52－eq\f(1，2）mv22＝eq\f（1，2）m（2.0752－1。502)J≈1。03mJ。比較,可得在誤差允許的范圍內，ΔEp和ΔEk近似相等，重錘減少的重力勢能近似等于重錘增加的動能,可以認為機械能守恒定律成立．10．光電計時器是物理實驗中經常用到的一種精密計時儀器，它由光電門和計時器兩部分組成,光電門的一臂的內側附有發光裝置，如圖中的A和A′，另一臂的內側附有接收激光的裝置,如圖中的B和B′，當物體在它們之間通過時，二極管發出的激光被物體擋住，接收裝置不能接收到激光信號，同時計時器就開始計時，直到擋光結束光電計時器停止計時，故此裝置能精確地記錄物體通過光電門所用的時間．現有一小球從兩光電門的正上方開始自由下落，如圖所示．(1)若要用這套裝置來驗證機械能守恒定律，則要測量的物理量有________（每個物理量均用文字和字母表示，如高度H）．(2）驗證機械能守恒定律的關系式為______________________________________________．答案（1)小球直徑D、兩光電門間的豎直高度H、小球通過上下兩光電門的時間Δt1、Δt2(2)（eq\f（D,Δt2))2－(eq\f(D,Δt1））2＝2gH解析(1)需要測量的物理量有：小球直徑D，兩光電門間的豎直高度差H，小球通過上下兩光電門的時間Δt1、Δt2.則小球通過上、下兩光電門處的速度分別為eq\f(D，Δt1）、eq\f（D，Δt2).（2）驗證守恒關系式為eq\f(1，2）m（eq\f（D,Δt2））2－eq\f(1,2)m(eq\f(D,Δt1））2＝mgH，化簡，得(eq\f（D,Δt2）)2－(eq\f(D，Δt1））2＝2gH。11．利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置示意圖如圖1所示：（1)實驗步驟：①將氣墊導軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，將導軌調至水平．②用游標卡尺測量擋光條的寬度l，結果如圖2所示，由此讀出l＝9.30mm。③由導軌標尺讀出兩光電門中心之間的距離s＝________cm.④將滑塊移至光電門1左側某處,待砝碼靜止不動時，釋放滑塊,要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2.⑤從數字計時器(圖中未畫出)上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時間Δt1和Δt2.⑥用天平稱出滑塊和擋光條的總質量M，再稱出托盤和砝碼的總質量m。（2）用表示直接測量量的字母寫出下列所示物理量的表達式：①滑塊通過光電門1和光電門2時瞬時速度分別為v1＝________和v2＝________．②當滑塊通過光電門1和光電門2時，系統(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動能分別為Ek1＝________和Ek2＝________．③在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中，系統勢能的減少ΔEp＝________（重力加速度為g）．(3）如果ΔEp＝________，則可認為驗證了機械能守恒定律．答案(1)③60.00(答案在59.96～60。04之間的，也給分）（2)①eq\f（l，Δt1）eq\f（l,Δt2）②eq\f(1,2)(M＋m）（eq\f(l，Δt1)）2eq\f(1,2)（M＋m）（eq\f(l，Δt2）)2③mgs（3）Ek2－Ek1解析(1)距離s＝80.30cm－20。30cm＝60。00cm.(2）①由于擋光條寬度很小,因此可以將擋光條通過光電門時的平均速度當成瞬時速度，擋光條的寬度l可用游標卡尺測量，擋光時間Δt可從數字計時器讀出．因此，滑塊通過光電門1和光電門2的瞬時速度分別為v1＝eq\f(l，Δt1），v2＝eq\f（l，Δt2）.②當滑塊通過光電門1和光電門2時，系統的總動能分別為Ek1＝eq\f(1，2)（M＋m）v12＝eq\f(1，2）(M＋m)（eq\f(l，Δt1））2;Ek2＝eq\f(1，2)（M＋m）v22＝eq\f（1,2）（M＋m）（eq\f（l,Δt2））2.③在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中，系統勢能的減少量ΔEp＝mgs。（3)如果在誤差允許的范圍內ΔEp＝Ek2－Ek1，則可認為驗證了機械能守恒定律．12.某同學利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機械能守恒定律．已知頻閃儀每隔0.05s閃光一次，圖中所標數據為實際距離,該同學通過計算得到不同時刻的速度如下表（當地重力加速度取9。8m/s2，小球質量m＝0.200kg,結果保留三位有效數字)：時刻t2t3t4t5速度(m/s）5.595。084.58（1）由頻閃照片上的數據計算t5時刻小球的速度v5＝________m/s；(2)從t2到t5時間內,重力勢能增量ΔEp＝________J，動能減少量ΔEk＝________J;(3）在誤差允許的范圍內，若ΔEp與ΔEk近似相等，從而驗證了機械能守恒定律．由上述計算所得ΔEp不完全等于ΔEk,造成這種結果的主要原因是______________________________________________________________________