2020年高中物理课时训练(新人教必修二)7.9《实验：验证机械能守恒定律》8.docx

1．在做“验证机械能守恒定律”的试验时，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．选用的重锤肯定要测其质量
D．重锤的质量大小与试验精确     性无关
解析：验证机械能守恒定律试验中，由于重物要克服空气阻力做功，从而产生系统误差，选用密度大体积小的重锤能减小空气阻力的影响，从而减小误差，A正确，B、D错误，因验证量中都含有质量，故不用测重锤的质量，C错误。
答案：A
2．某位同学做“验证机械能守恒定律”的试验，下列操作步骤中正确的是(　　)
A．把电磁打点计时器固定在铁架台上，并用导线连接到低压沟通电源上
B．将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到肯定高度，使重锤靠近打点计时器
C．先释放纸带，再接通电源
D．更换纸带，重复试验，依据记录处理数据
解析：在做“验证机械能守恒定律”的试验时，应先接通电源，后释放纸带，以保证打第一个点时纸带的初速度为零，故C错误，A、B、D均正确。
答案：ABD
3．用图7－9－4所示装置验证机械能守恒定律，由于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，这样试验造成的结果是(　　)

图7－9－4
A．重力势能的削减量明显大于动能的增加量
B．重力势能的削减量明显小于动能的增加量
C．重力势能的削减量等于动能的增加量
D．以上几种状况都有可能
解析：由于重物下落时要克服阻力做功，重物削减的重力势能转化为重物的动能和系统的内能，故重力势能的减小量大于动能的增加量，A正确。
答案：A
4．在“验证机械能守恒定律”的试验中：
(1)将下列主要的试验步骤，依据试验的合理挨次把步骤前的序号填在题后横线上：
A．用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器处；
B．将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器的限位孔；
C．取下纸带，在纸带上任选几点，测出它们与第一个点的距离，并算出重物在打下这几个点时的瞬时速度；
D．接通电源，松开纸带，让重物自由下落；
E．查出当地的重力加速度g的值，算出打下各计数点时的动能和相应的削减的重力势能，比较它们是否相等；
F．把测量和计算得到的数据填入自己设计的表格里。
答：__________________________________________________________________。
(2)动能值和相应重力势能的削减值相比，实际上哪个值偏小些？
答：__________________________________________________________________。
解析：正确步骤应是BADCFE；由于试验中存在摩擦阻力和空气阻力，物体要克服上述阻力消耗能量，所ΔEk增＜ΔEp减。
答案：(1)BADCFE　(2)动能值
5．在用自由落体做“验证机械能守恒定律”的试验中，测出了纸带上连续5个间隔的距离，图7－9－5中两点时间间隔为0.02 s，重物的质量为m kg，从B到D重物重力势能的削减量ΔEp＝________J，重物动能增加量ΔEk＝________J。

图7－9－5
解析：从B到D
ΔEp＝mghB－mghD＝mg·BD≈0.570m(J)
ΔEk＝mv－mv＝m(v－v)
＝m≈0.546m (J)
答案：0.570m　0.546m
6．如图7－9－6甲为“验证机械能守恒定律”的试验装置示意图。在试验中，已知电磁打点计时器工作周期T＝0.02 s，自由下落的重物质量m＝2 kg。图乙为某同学试验后选出的一条抱负的纸带，O点是打出的第一个点，A、B、C是在纸带上取出的三个计数点，AB、BC之间各有一个点未画出。经测得A、B、C三点到O点的距离分别为x1＝12.9 cm，x2＝20.6 cm，x3＝28.9 cm，g＝9.8 m/s2。完成以下问题：

图7－9－6
(1)纸带的________端(选填“左”或“右”)与重物相连；
(2)依据图上所得的数据，应取图中O点和__________ 点来验证机械能守恒定律；
(3)从O点到所取点，重物重力势能削减量ΔEp＝____J，动能增加量ΔEk＝____________J。(结果保留三位有效数字)
解析：(1)依据自由落体运动的特点及该试验的装置可知，与重物相连的纸带一端打出第一个计时点，故纸带的左端与重物相连。
(2)匀变速直线运动中，某段时间内中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，题图乙中AC之间的距离由题给条件能够计算得出，因此，应取图中的O点和B点来验证机械能守恒定律。
(3)由题给条件可得纸带上AC之间的距离为
hAC＝x3－x1＝(28.9－12.9)×10－2 m＝1.60×10－1m
纸带上B点对应的瞬时速度大小为
vb＝＝ m/s＝2.00 m/s
从O到B动能的增加量为
ΔEk＝mvB2－0＝×2×2.002 J＝4.00 J
重力势能的削减量为
ΔEp＝mghOB＝mgx2＝2×9.8×20.6×10－2 J≈4.04 J。
答案：(1)左　(2)B　(3)4.04　4.00

7．如图7－9－7所示，两个质量为m1和m2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m1＞m2。现要利用此装置验证机械能守恒定律。
(1)若选定物块A从静止开头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) 图7－9－7
①物块的质量m1、m2；②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)为提高试验结果的精确     程度，某小组同学对此试验提出以下建议：
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，不要摇摆；
④两个物块的质量之差要尽可能小。
以上建议中的确对提高精确     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试验结果精确     程度有益的建议：
________________________________________________________________________。
解析：(1)A、B组成的系统机械能守恒的表达式为(m1－m2)gL＝(m1＋m2)v2，其中L＝t(L表示A下降或B上升的距离，t为A下降或B上升的时间)，故验证机械能守恒的表达式为：
(m1－m2)gL＝(m1＋m2)()2，
测量的物理量为m1、m2、L、t，故应选①②或①③。
(2)由上述分析可见，没有考虑软绳机械能变化，故接受轻绳以忽视绳的机械能，计算A、B速度时考虑的是二者沿绳方向的速度，故应保持两物块只沿竖直方向运动，不要摇摆。绳的长短与m1和m2质量关系对试验无影响，故选①③。
(3)可从试验条件和测量的量动身考虑问题。如：“对同一高度进行多次测量取平均值”，以减小偶然误差，“选用受力后相对伸长量小的绳子”，以忽视绳势能的变化，且使A、B运动的距离相同。
答案：(1)①②或①③　(2)①③　(3)对同一高度多次测量求平均值或选受力后相对伸长量小的绳子等