2019_2020学年新教材高中物理课时跟踪训练（二十二）实验验证机械能守恒定律新人教版必修第二册.docx

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1、课时跟踪训练（二十二）实验：验证机械能守恒定律A级—学考达标1．在做“验证机械能守恒定律”的实验时，发现重物减少的重力势能总是略大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是(　　)A．选用的重物质量过大B．选用的重物质量过小C．空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力D．实验时操作不规范，实验数据测量不准确解析：选C　造成题中所述误差的主要原因是来自于各方面的阻力，选项C正确。2．在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中需要直接测量的是(　　)A．重物的质量B．重力加速度C．重物下落的高度D．重物下落某一高度所对应的瞬时速度解析：选C　重物的质量不需要测量

2、；重力加速度是已知的；重物下落的高度需要测量；瞬时速度是根据纸带上的数据计算得出的。故应选C。3．用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，根据纸带算出相关各点的速度v，测量出下落距离h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图像应是(　　)解析：选C　由机械能守恒定律得：mgh＝mv2，得：＝gh，可以看出与h成正比例关系，图线是过原点的直线，C正确。数据处理可以用不同的方法，得到相同的结论。4．在“验证机械能守恒定律”的实验中，采用如图甲所示的实验装置。(1)现得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，把纸带中第一个点记作O，另选纸带上连续打下的3个点A、B、C为计数点，

3、经测量A、B、C各点到O的距离分别为9.51cm、12.70cm、16.27cm。则打点计时器打下B点时，重物的速度为________m/s，已知打点计时器打点周期为0.02s。(2)实验中重物应该选用以下哪个物体________。A．一个20g的砝码B．一个50g的钩码C．一个200g的木球D．一个200g的铅制重锤(3)由于存在阻力的原因，比较重物在纸带上相距较远的某两点间的重力势能变化ΔEp和动能变化ΔEk的大小关系，总是存在ΔEk________ΔEp(选填“>”“＝”或“<”)。解析：(1)由匀变速直线运动的规律可知，中间时刻的瞬时速度等于该段时间

4、内的平均速度，即vB＝＝m/s＝1.69m/s。(2)实验中为了减小相对阻力，应选择质量较大、体积较小的物体，即选D。(3)由于重物下落时要克服阻力做功，则动能变化ΔEk总是小于重力势能变化ΔEp的大小，总是存在ΔEk＜ΔEp。答案：(1)1.69　(2)D　(3)＜5．某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地重力加速度大小为g＝9.80m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图乙所示。纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值。

5、回答下列问题(计算结果保留3位有效数字)：(1)打点计时器打B点时，重物速度的大小vB＝________m/s。(2)通过分析该同学测量的实验数据，他的实验结果是否验证了机械能守恒定律？简要说明分析的依据。解析：(1)由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知vB＝，由电源频率为50Hz可知T＝0.02s，代入数据可解得vB＝3.90m/s。(2)本实验是利用自由落体运动验证机械能守恒定律，只要在误差允许范围内，重物重力势能的减少等于其动能的增加，即可验证机械能守恒定律。选B点分析，由于mvB2≈7.61m，mghB＝7.70m，故在误差允许范围内该

6、同学的实验结果验证了机械能守恒定律。答案：(1)3.90　(2)见解析B级—选考提能6.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，如图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，结果保留3位有效数字)时刻t2t3t4t5速度/(m·s－1)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＝________J；(3)

7、在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，即可验证了机械能守恒定律。由上述计算得ΔEp______Ek(选填“>”“<”或“＝”)，造成这种结果的主要原因是________________________________________________________________________。解析：(1)v5＝m/s＝3.48m/s；(2)重力势能的增量ΔEp＝mgΔh，代入数据可得ΔEp＝1.24J，动能减少量为ΔEk＝mv22－mv52，代入数据可得ΔEk＝1.28J；(3)由计算可得ΔEp<ΔEk，主要是由于存在空气阻力。答案：(1)3.4

8、8　(2)1.24　1.28　(3)<　存在空气阻力