粤教版物理必修2第四章第五节验证机械能守恒定律课时作业.doc

第五节验证机械能守恒定律1实验目的：研究物体在运动过程中若只有重力和弹力做功，_和_相互转化，物体的_2实验方案：方案一：利用铁架台、重锤、打点计时器等器材，研究重锤的自由落体运动方案二：利用气垫导轨、光电门、钩码、滑块等器材，研究滑块的运动3实验原理及数据处理以方案一为例：(1)实验原理在只有_做功的自由落体运动中，物体的_和_互相转化，但总的机械能守恒即动能的_等于重力势能的_若以重物下落时的起点为基准，物体下落高度h时的速度为v，在误差允许的范围内，如计算出mv2mgh，机械能守恒定律即被验证若以重物下落过程中的某一点A为基准，设重物的质量为m，测出物体对应于A点的速度vA，再测出物体由A点下落h后经过B点的速度vB，则在误差允许范围内，由计算得出mvmvmgh，机械能守恒定律即被验证测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点前后两段相邻相等时间间隔T内下落的距离sn、sn1，由公式vn求出(2)数据处理利用公式vn，计算出点1、点2、点3、的瞬时速度v1、v2、v3、.要验证的是mv2_或mvmv_，只需验证v2gh或vvgh，因此_测量重物的质量m.验证：通过计算，看在误差允许的范围之内v与ghn是否相等或vv与ghmn是否相等【概念规律练】知识点实验器材的选择和实验的操作(以方案一为例)1(双选)用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，下列物理量中需要测量的有()A重物的质量B重力的加速度C重物下落的高度D与重物下落高度对应的重物的瞬时速度2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_，然后再_(3)选择下列正确的实验步骤，并按次序排列为_A用天平测出重锤的质量B把打点计时器竖直地夹稳在铁架台上C接通电源，松开纸带D松开纸带，接通电源E用停表记下重锤下落的时间F取下纸带，重复上述实验3次G将纸带固定在重锤上，让纸带穿过打点计时器并用手提住，使重锤靠近打点计时器H选取理想纸带，对几个方便的点测量并计算，看mgh和mv2是否相等【方法技巧练】一、实验数据的处理方法3在“验证机械能守恒定律”的实验中，根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，则以v2为纵轴，以h为横轴，画出的图线应是下图中的()4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，查得当地的重力加速度g9.80 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上的读数如图1所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D分别是每两个点取出的计数点根据以上数据，可知重物由O点运动到B点时图1(1)重力势能的减少量为多少？(2)动能的增加量是多少？(3)根据计算的数据可得出什么结论？产生误差的主要原因是什么？二、其他的方案设计5某实验小组利用如图2所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒图2(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？(2)如图3所示(经放大后的)，游标卡尺测得遮光条的宽度d_cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t1.2102 s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为_m/s.在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、_和_(文字说明并用相应的字母表示)图3(3)本实验通过比较_和_在实验误差允许的范围内是否相等(用测量的物理量符号表示)，从而验证系统的机械能守恒1(双选)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量等于其动能的增加量，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余或错误的有()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，释放纸带E用停表测出重物下落的时间2下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法，正确的是()A重物质量的称量不准会造成较大误差B重物质量选用得大些，有利于减小误差C重物质量选用得较小些，有利于减小误差D打点计时器选用电磁打点计时器比电火花计时器误差要小图43(双选)如图4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()AN点是第n个点，则vngnTBN点是第n1个点，则vng(n1)TCvnDvn4在“验证机械能守恒定律”的实验中(1)不需测量或计算的物理量是()A下落高度 B瞬时速度C重物质量 D时间(2)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，这样会导致实验结果mgh_mv2(选填“”或“解析(1)本实验需要验证mgh与mv2的关系，所以不需要测量重物质量m，C正确(2)重物在下落过程中克服阻力做功，使减小的重力势能不能完全转化为动能，所以mghmv2.5(1)AD(2)见解析解析(1)需要米尺来测量两点之间的距离，电磁打点计时器需用交流电源，故选A、D.(2)纸带与电磁打点计时器之间存在摩擦阻力；测量两点之间距离时的读数有误差；计算势能变化时，选取的两点距离过近；交变电流频率不稳定(选取两个原因即可)6BCD步骤B错，应该接到电源的交流输出端；步骤C不必要，因为根据测量原理，重物的动能和势能表达式中都包含了质量m，可以约去，所以不必测量重物的质量；步骤D错，应先接通电源，待打点计时器工作稳定后再释放纸带7(1)小球直径D、两光电门间的竖直高度H、小球通过上下两光电门的时间t1、t2(2)2gH