2021年高中物理人教版（新教材）必修第二册同步练习：第8章 第5节 实验：验证机械能守恒定律 （含解析）.doc

1、第八章第八章 第五节第五节 请同学们认真完成 练案 17 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( D ) 解析：纸带释放前应竖直，且重物靠近打点计时器，故 D 正确。 2在“验证机械能守恒定律”的实验中，下面列出一些实验步骤： A用天平称出重物和夹子的重量 B把重物系在夹子上 C将纸带穿过计时器，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子，再把纸带向上拉，让 夹子靠近打点计时器静止 D把打点计时器接在学生电源的交流输出端，把输出电压调至 6V(电源不接通) E把打点计时器固定在桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上 F在纸带上选取几个点，进行测

2、量和记录数据 G用秒表测出重物下落时间 H接通电源，待计时器响声稳定后释放纸带 I切断电源 J更换纸带，重新进行两次 K在三条纸带中选出较好的一条 L进行计算，得出结论，完成报告 M拆下导线，整理器材 以上步骤中，不必要的有_A、G_，正确步骤的合理顺序是_EDBCHIJMKFL_(填写字 母)。 解析：只为了验证机械能守恒，没必要称量重物的质量。打点计时器本身就是计时仪器， 不再需要秒表。 3(2020 河南林州一中高一下学期月考)“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所 示的甲或乙方案来进行。 (1)比较这两种方案，_甲_(选填“甲”或“乙”)方案好些。 (2)下图是某种方案得到的一条纸

3、带，测得每两个计数点间距离如图所示，已知每两个计 数点之间的时间间隔 T0.1 s，物体运动的加速度 a_4.83_m/s2；该纸带是采用 _乙_(选项“甲”或“乙”)实验方案得到的。 (3)下图是采用甲方案时得到的一条纸带，在计算图中 N 点速度时，几位同学分别用下列 不同的方法进行，其中正确的是( BC ) AvNgnT BvNxnxn 1 2T CvNdn 1dn1 2T DvNg(n1)T 解析：(1)比较甲、乙两种方案，乙方案中产生的阻力对实验的影响大于甲方案，因此应 选的方案是甲。 (2)由题意得：ax3x4x1x2 2T2 4.83 m/s2，所以该纸带是采用乙实验方案得到的。

4、(3)计算 N 点速度应通过实验得到的纸带，经测量计算得出，所以应选 B、C。 4某同学用如图 1 所示的装置验证机械能守恒定律。一根细线系住钢球，悬挂在铁架台 上，钢球静止于 A 点，光电门固定在 A 的正下方。在钢球底部竖直地粘住一片宽度为 d 的遮 光条。将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间 t 可由计时器测出，取 vd t作为钢球经过 A 点时的速度。记录钢球每次下落的高度 h 和计时器示数 t，计算并比较钢 球在释放点和 A 点之间的势能变化大小 Ep与动能变化大小 Ek，就能验证机械能是否守恒。 (1)用 Epmgh 计算钢球重力势能变化的大小， 式中钢球下落高

5、度 h 应测量释放时的钢球 球心到_B_之间的竖直距离。 A钢球在 A 点时的顶端 B钢球在 A 点时的球心 C钢球在 A 点时的底端 (2)用 Ek1 2mv 2计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图 2 所示， 其读数为_1.50(1.491.51 都算对)_cm。某次测量中，计时器的示数为 0.010 0 s，则钢球的 速度为 v_1.50(1.491.51 都算对)_m/s。 (3)下表为该同学的实验结果： Ep(10 2J) 4.892 9.786 14.69 19.59 29.38 Ek(10 2J) 5.04 10.1 15.1 20.0 29.8 他发现表中的

6、 Ep与 Ek之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的。你是否同意他 的观点？请说明理由。 (4)请你提出一条减小上述差异的改进建议。 答案：(3)不同意，因为空气阻力会造成 Ek小于 Ep，但表中 Ek大于 Ep。(4)分别测 出光电门和球心到悬点的长度 L 和 l，计算 Ek时，将 v 折算成钢球的速度 vl Lv。 解析：(1)要测量钢球下落的高度，应测量开始释放时钢球的球心到钢球在 A 点时球心的 竖直距离，选 B。 (2)根据题图可知，遮光条的宽度为 d1.50 cm，若计时器的示数为 0.010 0 s，则钢球的 速度 vd t 1.5010 2 0.010 0 m/s1.50 m/s。 (3)由于空气阻力的存在，钢球下落过程中克服空气阻力做功，因此动能的增加量会小于 重力势能的减少量，而题中表格数值表明动能的增加量大于重力势能的减少量，显然误差不 是由于空气阻力造成的，而是由遮光条在钢球的下面，测得的速度比钢球的实际速度大造成 的。 (4)分别测出光电门和球心到悬点的长度 L 和 l，计算 Ek时，将 v 折算成钢球的速度 v l Lv。