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时间:2018-12-26
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1、【优化指导】2014高考物理总复习第5章第6讲实验:验证机械能守恒定律课时演练新人教版1.在“验证机械能守恒定律”的实验中,要验证的是重物重力势能的减少等于它动能的增加,以下步骤仅是实验中的一部分,在这些步骤中多余的或错误的有( )A.用天平称出重物的质量B.把打点计时器固定到铁架台上,并用导线把它和低压交流电源连接起来C.把纸带的一端固定到重物上,另一端穿过打点计时器的限位孔,把重物提升到一定高度D.接通电源,待打点稳定后释放纸带E.用秒表测出重物下落的时间2.(1)在“验证机械能守恒定律”实验中,打出的纸带如图
2、所示.设重锤质量为m,交流电源周期为T,则打点4时重锤的动能可以表示为________.(2)为了求起点0到点4重锤的重力势能变化,需要知道重力加速度g的值,这个g值应该是( )A.取当地的实际g值B.根据打出的纸带,用Δx=gT2求出C.近似取10m/s2即可D.以上说法均不对(2)实验中产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器的摩擦阻力,使重锤获得的动能往往__________它所减小的重力势能(填“大于”、“小于”或“等于”).(3)如果以v2/2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出v2/2h图线是一条通过
3、坐标原点的倾斜直线,该直线的斜率是__________.4.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0.05s闪光一次,图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9.8m/s2,小球质量m=0.2kg,计算结果保留三位有效数字):时刻t2t3t4t5速度(m/s)4.994.483.98(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=___
4、_______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________________________________________________________________________________________________________________________________________________.解析:(1)t5时刻小球的速度v5=
5、×10-2m/s=3.48m/s;(2)从t2到t5时间内,重力势能增量ΔEp=mgh25=0.2×9.8×(23.68+21.16+18.66)×10-2J=1.24J,动能减少量ΔEk=mv-mv=1.28J;(3)ΔEp<ΔEk,造成这种结果的主要原因是存在空气阻力.答案:(1)3.48 (2)1.24;1.28 (3)<;存在空气阻力5.用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律,质量mkg的重物拖着纸带由静止开始下落,打点计时器在纸带上打出一系列点,在纸带上选取三个相邻计数点A、B、C,相邻计数点时间间隔为0.1
6、0s,O是重物刚开始下落时打下的第一个点,计数点间的距离如图乙所示.(g取9.8m/s2,结果保留两位有效数字)甲乙(1)在纸带上打下计数点B时的速度v=________m/s;(2)在打点O到B的过程中,重物动能的增加量ΔEk=________mJ,重物重力势能的减少量ΔEp=________mJ;(3)实验中误差产生的原因有________________________________________________________________________________________________
7、________________________________________________.(写出两个原因即可)解析:(1)由vB=及xAC=64.00cm,T=0.10s可解得vB=3.2m/s.(2)从O到B的过程中,重物动能的增量:ΔEk=mv=5.1mJ;重物重力势能的减少量:ΔEp=mghOB=5.3mJ.(3)空气阻力;纸带受到打点计时器的阻力作用;用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差(任选其二).答案:(1)3.2 (2)5.1 5.3 (3)见解析6.如图所示是“用DIS实验系统研究机械能守恒定
8、律”的实验装置,完成下列有关问题:(1)本实验中,采用的传感器是________(填写传感器名).(2)本实验中,先选取零势能面再进行实验,则零势能面位置的选取对验证摆锤动能与重力势能之和为常数________影响.(选填“有”或“无”)(3)每次都准确从同一位置静止释放摆锤,改变传感器安装的高度,以同一零势能面测得四个不同位置的重力势能和动能
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