學(xué)業(yè)分層測評 第4章 第5節(jié)　驗證機械能守恒定律

1、.學(xué)業(yè)分層測評十六建議用時：45分鐘學(xué)業(yè)達標1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，其中最適宜的是【解析】開場釋放時，重錘要靠近打點計時器，紙帶應(yīng)保持豎直方向，故D正確【答案】D2在“驗證機械能守恒定律的實驗中：1以下物理量中需要用工具直接測量的有A重物的質(zhì)量B重力加速度C重物下落的高度D與重物下落高度對應(yīng)的重物的瞬時速度2實驗中，假如以為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的­h圖線應(yīng)是_，才能符合實驗驗證的要求，­h圖線的斜率等于_的數(shù)值【解析】1在“驗證機械能守恒定律的實驗中，只需要用刻度尺測量重物下落的高度重物的質(zhì)量不用測量重力加速度不需

2、要測量通過計算可以得到與重物下落高度對應(yīng)的重物的瞬時速度應(yīng)選C.2在驗證機械能守恒定律的實驗中，有：mghmv2，那么有：gh，由于g是常數(shù)，所以­h圖線為過原點的傾斜直線，圖線的斜率等于g.【答案】1C2過原點的傾斜直線重力加速度g3在“驗證機械能守恒定律的實驗中，某同學(xué)實驗時，手總是抖動，找不出一條起始點跡明晰的紙帶，該同學(xué)便選取一段紙帶進展測量，如圖4­5­4所示，A、B、C、D、E、F是以2個計時點為1個計數(shù)點，其測量結(jié)果是AB4.53 cm，AC10.58 cm，AD18.17 cm，AE27.29 cm，AF37.94 cmg取9.8 m/s21假設(shè)重

3、物質(zhì)量為m，從B到E重力勢能減少了多少？2從B到E動能增加了多少？3試對實驗結(jié)果進展分析圖4­5­4【解析】1Epmghmg·BEm×9.8×27.294.53×102 J2.23m J；2由勻變速運動的速度特征得vBACm/s1.32 m/s，vEDFm/s2.47 m/s.又根據(jù)Ekmv2有EkB×m×1.322 J0.87m J，EkE×m×2.472 J3.05m J，故EkEkEEkB3.05m0.87mJ2.18m J.3動能增加量為2.18m J，略小于重力勢能減少量，考慮實驗誤差

4、，在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，動能的增加等于重力勢能的減少量，即機械能守恒【答案】見解析4在驗證機械能守恒定律的實驗中，與紙帶相連的質(zhì)量為1 kg的重錘自由下落，打出的紙帶如圖4­5­5所示，相鄰計數(shù)點時間間隔為0.02 s，g取9.8 m/s2.求：圖4­5­51打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度vB_m/s保存兩位有效數(shù)字；2某同學(xué)根據(jù)紙帶上的O點到B點的數(shù)據(jù)，計算出物體的動能增加量Ek0.47 J，重力勢能減小量Ep0.48 J，經(jīng)過屢次實驗均發(fā)現(xiàn)Ek略小于Ep，試分析或解釋形成這個現(xiàn)象的原因：_.【解析】1vBACm/s0.97 m/s2由于重錘下

5、落過程中要抑制空氣阻力及紙帶所受阻力做功，所以下落過程中，重錘的機械能有少量損失，增加的動能總是略小于減少的重力勢能【答案】10.972由于要抑制空氣阻力和紙帶所受阻力做功，重錘的機械能略減少才能提升5某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機械能守恒定律頻閃儀每隔0.05 s閃光一次，圖4­5­6中所標數(shù)據(jù)為實際間隔 ，該同學(xué)通過計算得到不同時刻的速度如下表當(dāng)?shù)刂亓铀俣热?.8 m/s2，小球質(zhì)量m0.2 kg，計算結(jié)果保存三位有效數(shù)字：圖4­5­6時刻t2t3t4t5速度m·s14.994.483.981由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t5時刻小球的速

6、度v5_m/s；2從t2到t5時間內(nèi)，重力勢能增量Ep_J，動能減少量Ek_ J；3在誤差允許的范圍內(nèi)，假設(shè)Ep與Ek近似相等，從而驗證了機械能守恒定律由上述計算得Ep_Ek選填“或“，造成這種結(jié)果的主要原因是_.【解析】1t5時刻小球的速度v5×102m/s3.48 m/s；2從t2到t5時間內(nèi)，重力勢能增量Epmgh250.2×9.8×23.6821.1618.66×102 J1.24 J，動能減少量Ekmvmv1.28 J；3EpEk，造成這種結(jié)果的主要原因是上升過程中存在空氣阻力【答案】13.4821.241.283存在空氣阻力6某同學(xué)利用如圖4

7、­5­7甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律該同學(xué)經(jīng)正確操作得到打點紙帶，在紙帶后段每兩個計時間隔取一個計數(shù)點，依次為1、2、3、4、5、6、7，測量各計數(shù)點到第一個打點的間隔 h，并正確求出打相應(yīng)點時的速度v.各計數(shù)點對應(yīng)的數(shù)據(jù)見下表：計數(shù)點1234567hm0.1240.1940.2790.3800.4970.6300.777vm/s1.942.332.733.133.50v2m2/s23.765.437.459.8012.251請在圖乙坐標中，描點作出v2­h圖線；2由圖線可知，重錘下落的加速度g_m/s2保存三位有效數(shù)字；3假設(shè)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭9.8 m/s2，根據(jù)作出的圖線，能粗略驗證自