人教版高中物理必修第二册课后习题 第8章 机械能守恒定律 分层作业25 实验 验证机械能守恒定律.docVIP

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第八章分层作业25实验:验证机械能守恒定律

甲

1.利用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。

(1)为验证机械能是否守恒,在误差允许范围内,需要比较重物下落过程中任意两点间的。?

A.动能变化量与势能变化量是否相等

B.速度变化量与势能变化量是否相等

C.速度变化量与高度变化量是否相等

(2)为验证机械能是否守恒,除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是。?

A.交流电源 B.刻度尺

C.天平(含砝码)

(3)实验中,先接通电源,再释放重物,得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T,重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量ΔEp=,动能变化量ΔEk=。?

乙

(4)大多数同学的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,造成这个结果的原因是。?

A.利用公式v=gt计算重物速度

B.利用公式v=2gh计算重物速度

C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响

D.没有采用多次实验取平均值的方法

2.(湖南常德模拟)某物理兴趣小组同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。使等间距镂空钢尺(空白处即镂空)由静止释放,下落过程中经过光电门时,与光电门相连的计时器可以记录下尺子实心条的挡光时间t,实验前调整钢尺位置使其最下端镂空处对准光电门中的激光束。(已知尺子中未镂空处的实心条宽度为d,当地重力加速度为g)

(1)为了验证机械能守恒定律,下列操作和测量有必要的是。?

A.钢尺保持竖直

B.测出钢尺的质量m

C.测出钢尺的宽度l

D.测出钢尺镂空格的竖直边长h

(2)测出第n条实心条通过光电门的时间为tn,则此时钢尺下落的速度v=(用题中所列出物理量符号表示)。?

(3)测出第2条实心条通过光电门的时间为t2,第5条实心条通过光电门的时间为t5,如果关系式成立,则可验证钢尺在下落过程中机械能守恒。(用测量的物理量表示)?

3.(吉林白城高一期末)某同学设计了如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。左侧铁架台的横杆上固定了一个拉力传感器,将小球用不可伸长的细线悬挂在传感器上。右侧有两个竖直杆固定在底座上,杆上分别装有可沿竖直杆移动的刻度尺和激光笔,激光笔水平放置。小球的大小可忽略不计。实验步骤如下:

(1)使小球静止在最低点O,调整激光笔的高度,使水平细激光束与小球的底部保持相平,记录此时拉力传感器的示数F0。

(2)调节刻度尺的高度,使零刻线与细激光束保持相平,并固定刻度尺。

(3)将激光笔上移,使水平细激光束经过细线的悬点O,记录刻度尺示数L。

(4)将激光笔移动到与O高度差为h(h≤L)的位置Q处(如图甲中所示),把小球拉至该处,并使小球的底部与水平细激光束保持相平。由静止释放小球,记录小球下摆过程中拉力传感器的最大示数F。

(5)改变激光笔的高度,重复步骤(4)。

(6)选取题中的F0、L及步骤(4)中的一组数据h和F,验证机械能守恒定律,以O点所在水平面为参考平面,刚释放小球时,小球的机械能为(小球的质量用m表示,重力加速度大小为g),若传感器的最大示数F满足F=(用F0、L、h表示)时,则可验证小球从初始位置摆至O点的过程中机械能守恒定律成立。?

(7)该同学采用图像法处理数据,多次实验得出多组F和h的数据,在坐标纸上作出F-h图像,如图乙所示,若ab=

4.英国数学家和物理学家阿特伍德提出的著名力学实验装置——阿特伍德机如图甲所示,用来研究匀变速直线运动的规律。现对该装置加以改进用来“验证机械能守恒定律”。如图乙所示,在物体A上固定宽度为d的挡光片,在挡光片的正上方h处固定一光电门,将物体A由静止释放。已知物体A与挡光片的总质量为m1,物体B质量为m2,m2m1,取重力加速度为g。

(1)光电门记录下挡光片挡光时间为Δt(此时物体B未落地),则物体A到达光电门时两物体的速度大小为。?

(2)物体A从开始运动到到达光电门的过程中,物体A的机械能增加量ΔEA=;物体B的机械能减少量ΔEB=;只需要证明在误差允许范围内ΔEA=ΔEB,就可以证明物体A、B组成的系统机械能守恒。(用题中所给物理量符号表示)?

5.某同学设计了如图所示的装置来“验证机械能守恒定律”。将量角器竖直固定在铁架台上,使直径边水平,将小球通过一段不可伸长的细线固定到量角器的圆心O处,在铁架台上O点正下方安装光电门(图中未画出),实验时,让小球在紧贴量角器的竖直平