高中物理人教版 (新课标)必修2第七章 机械能守恒定律9.实验：验证机械能守恒定律习题

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】　D

2．(2016·九江高一检测)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，如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的­h图线应是________，才能合乎实验验证的要求，­h图线的斜率等于________的数值．

【答案】　(1)C　

(2)过原点的倾斜直线　重力加速度g

3．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7­9­4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/s2)．

(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7­9­4

【答案】　见解析

4．(2016·包头高一检测)在验证机械能守恒定律的实验中，与纸带相连的质量为1 kg的重锤自由下落，打出的纸带如图7­9­5所示，相邻计数点时间间隔为0.02 s，g取9.8 m/s2.求：

图7­9­5

(1)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)；

(2)某同学根据纸带上的O点到B点的数据，计算出物体的动能增加量ΔEk＝0.47 J，重力势能减小量ΔEp＝0.48 J，经过多次实验均发现ΔEk略小于ΔEp，试分析或解释形成这个现象的原因：_______________________________

__________________________________________________________.

【解析】　(1)vB＝vAC＝＝m/s≈0.97 m/s

(2)由于重锤下落过程中要克服空气阻力及纸带所受阻力做功，所以下落过程中，重锤的机械能有少量损失，增加的动能总是略小于减少的重力势能．

【答案】　(1)0.97　(2)由于要克服空气阻力和纸带所受阻力做功，重锤的机械能略减少

5．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7­9­6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/s2，小球质量m＝0.2 kg，计算结果保留三位有效数字):

图7­9­6

(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5＝________m/s；

(2)从t2到t5时间内，重力势能增量ΔEp＝________J，动能减少量ΔEk＝________ J；

(3)在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算得ΔEp________ΔEk(选填“＞”“＜”或“＝”)，造成这种结果的主要原因是

___________________________________________

_________________________________________________________.

【答案】　(1)3.48　(2)1.24　1.28　(3)＜　存在空气阻力

6．某同学利用如图7­9­7甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．该同学经正确操作得到打点纸带，在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点，依次为1、2、3、4、5、6、7，测量各计数点到第一个打点的距离h，并正确求出打相应点时的速度v.各计数点对应的数据见下表：

(1)请在图乙坐标中，描点作出v2－h图线；

(2)由图线可知，重锤下落的加速度g′＝________m/s2(保留三位有效数字)；

(3)若当地的重力加速度g＝9.8 m/s2，根据作出的图线，能粗略验证自由下落的重锤机械能守恒的依据是_____________________________________.

图7­9­7

【答案】　(1)作出v2－h图线如图

(2)9.75(答9.69～9.79均给分)

(3)图线为通过坐标原点的一条直线，斜率的一半与g基本相等(不交代“通过坐标原点”也给分)