2012年粤教版高中物理必修2 4.5验证机械能守恒定律练习卷
如图所示,是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带,我们选中N点来验证机械能守恒定律,下面举出一些计算N点速度的方法,其中正确的是( )
①N点是第n个点,则vn=gnT ②N点是第n个点,则vn=g(n-1)T ③vn= ④vn=
A.①③ | B.①②③ |
C.③④ | D.①③④ |
利用如图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案,其中正确的是( )
A.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v |
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=计算出瞬时速度v |
C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过h=计算出高度h |
D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v |
有4条用打点计时器(所用交流电频率均为50 Hz)打出的纸带A、B、C、D,其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的.为找出该纸带,某同学在每条纸带上选取了点迹清晰的、连续的4个点,用刻度尺测出相邻两个点间的距离依次为s1、s2、s3.请你根据下列s1、s2、s3的测量结果确定该纸带为(已知当地的重力加速度为9.791m/s2)( )
A.61.0 mm,65.8 mm,70.7 mm
B.41.2 mm,45.1 mm,53.0 mm
C.49.6 mm,53.5 mm,57.3 mm
D.60.5 mm,61.0 mm,60.6 mm
图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题:
(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有________.(填入正确选项前的字母)
A.米尺 | B.秒表 |
C.0~12 V的直流电源 | D.0~12 V的交流电源 |
(2)实验中误差产生的原因有
________________________________________________________________________
_______________________________________________________.(写出两个原因)
(1)在用落体法验证机械能守恒定律的实验中,某同学列举了该实验的几个步骤,其中不正确或没有必要的是________(填序号即可)
A.正确安装好实验仪器 |
B.将打点计时器接到学生电源直流输出端上 |
C.用天平测出下落重物的质量,且精确到0.01 kg |
D.为了使打出来的第一个点清晰,应该先释放纸带再接通打点计时器电源开关 |
E.为了防止重物掉到地上,需要在其落地以前用手接住
F.在纸带上离起始点较远的地方选择几个连续的点,测出它们距起始点的距离
(2)某个小组的三位同学按照正确的操作选得纸带如图.其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,已知当地的重力加速度g=9.80 m/s2,打点计时器所用电源频率为f=50 Hz,设重锤质量为1.00 kg.
①甲同学发现,图中的B是除起始点外打点计时器打下的第n个点.因此他用vB=ngT(T是打点计时器的打点周期)计算B点对应时刻物体的速度,这样得到的结果是重力势能的减少量________动能的增加量(填“大于”、“小于”,或“等于”).
②乙同学认为,可以利用O点到B点的距离hB计算B点对应时刻物体的速度vB=.这样得到的结果是重力势能的减少量________动能的增加量(填“大于”、“小于”或“等于”).
③丙同学用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体瞬时速度,若hA=9.51 cm,hB=12.42 cm,hC=15.70 cm,则丙同学算得该段重锤重力势能的减少量为________J(计算结果保留三位有效数字,下同),而动能的增加量为________J,这样得到的结果是重力势能的减少量________动能的增加量(填“大于”、“小于”或“等于”).
④若你是指导老师,你认为三个同学的数据处理方法中合理的是________.(选填“甲”“乙”“丙”此空为不定项选择)
某位同学做“验证机械能守恒定律”的实验,下列操作步骤中错误的是( )
A.把打点计时器固定在铁架台上,用导线连接到低压交流电源 |
B.将连有重锤的纸带穿过限位孔,将纸带和重锤提升到一定高度 |
C.先释放纸带,再接通电源 |
D.更换纸带,重复实验,根据记录处理数据 |
在验证机械能守恒定律的实验中,对于自由下落的重物,下述选择的条件更为有利的是( )
A.只要足够重就可以 |
B.只要体积足够小就可以 |
C.既要足够重,又要体积非常小 |
D.应该密度大些,还应便于夹紧纸带,使纸带随同运动时不致扭曲 |
在验证机械能守恒定律的实验中,由于打点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阻力,则结果( )
A.mgh>mv2 | B.mgh<mv2 |
C.mgh=mv2 | D.以上都有可能 |
在做验证机械能守恒定律实验时,发现重锤减少的势能总是略大于重锤增加的动能,造成这种现象的原因是( )
A.选用重锤的质量过大 |
B.选用重锤的质量过小 |
C.空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力做负功 |
D.实验时操作不仔细,实验数据测量不准确 |
在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列物理量中要用工具测量的有________,通过计算得到的有________.
A.重锤的质量 |
B.初始时重锤距地面的高度 |
C.重锤下落的高度 |
D.与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度 |
在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源频率为50 Hz,当地重力加速度的值为9.8 m/s2,测得所用重物的质量为1.00 kg,甲、乙、丙三位同学分别用同一装置打出三条纸带,量出各纸带上第1、第2两点间的距离分别为0.10 cm、0.19 cm和0.25 cm,则可肯定________(填“甲”“乙”或“丙”)在操作上有错误,错误是________________________________________________________________________.
在验证机械能守恒的实验中,已知打点计时器打点间隔为T,某一组同学得到了一条如图所示的纸带,在填写实验报告时甲、乙两个同学选择不同的数据处理方法:
甲同学测出了C点到第一点O的距离hOC,利用v=2ghOC计算得到了C点的速度,然后验证mghOC与mv相等.乙同学测出了A、B、C、D各点到第一点O的距离hA、hB、hC、hD,利用vB=、vC=计算B、C点的速度,然后验证了mg(hC-hB)与mv-mv是否相等.
请你对甲乙两位同学的做法逐一分析,不合理之处提出完善办法.
在“验证机械能守恒定律”的实验中,选出一条纸带如图所示,其中O点为起始点,A、B、C为三个计数点,打点计时器通以50 Hz交变电流,用毫米刻度尺测得OA=11.13 cm,OB=17.69 cm,OC=25.9 cm.
(1)这三个数据中,不符合有效数字要求的是________,应该写成________cm.
(2)在计数点A和B之间、B和C之间还各有一个点,重物的质量为m kg.根据以上数据可知,当打点计时器打到B点时,重物的重力势能比开始下落时减少了________J,这时它的动能为________J.(g取9.80 m/s2)
某同学为验证机械能守恒定律编排了如下实验步骤:
A.用天平称出重物的质量 |
B.把纸带固定到重物上,并把纸带穿过打点计时器,提到一定高度 |
C.拆掉导线,整理仪器 |
D.断开电源,调整纸带,重做两次 |
E.用秒表测出重物下落的时间
F.用毫米刻度尺测出计数点与起点的距离,记录数据,并计算出结果,得到结论
G.把打点计时器接到低压交流电源上
H.接通电源,释放纸带
I.把打点计时器接到低压直流电源上
J.把打点计时器固定到桌边的铁架台上
上述实验步骤中错误的是________,可有可无的是________,其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列是________.(均只需填步骤的代号)
在验证“机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz,查得当地重力加速度g=9.8 m/s2.某同学选择了一条理想的纸带,用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺的读数如图所示,图中O点是打点计时器打出的第一个点,A、B、C、D分别是每打两个点取出的计数点,则重物由O点运动到B点时,(重物质量为m)求:
(1)重力势能减少量为多少?
(2)动能增加量为多少?
(3)根据数据得出什么结论?产生误差的原因是什么?
在验证机械能守恒定律的实验中:
(1)从下列器材中选出实验所必需的,其编号为__________.
A.打点计时器(包括纸带); | B.重物; | C.天平; | D.毫米刻度尺;E.秒表;F.运动小车. |
(2)打点计时器的安装放置要求为__________;开始打点计时的时候,应先__________,然后__________.
(3)实验中产生系统误差的原因主要是__________,使重物获得的动能__________重物减少的重力势能.为减小误差,悬挂在纸带下的重物应选择__________.
(4)如果以v2/2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的-h图线是__________,该线的斜率等于__________.
现利用如图所示装置验证机械能守恒定律.图中AB是固定的光滑斜面,斜面的倾角为30°,1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门,与它们连接的光电计时器都没有画出.让滑块从斜面的顶端滑下,光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10-2 s、2.00×10-2 s.已知滑块质量为2.00 kg,滑块沿斜面方向的长度为5.00 cm,光电门1和2之间的距离为0.54 m,g=9.80 m/s2,取滑块经过光电门时的速度为其平均速度.
(1)滑块经过光电门1时的速度v1=________m/s,通过光电门2时的速度v2=________m/s;
(2)滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为________J,重力势能的减少量为________J.