【全优课堂】高中物理粤教版必修二同步练习：4.5验证机械能守恒定律-Word版含答案.docx

第五节　验证机械能守恒定律

一、单项选择题
1．在做验证机械能守恒定律试验时，发觉重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的缘由是(　　)
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
D．试验时操作不认真，试验数据测量不精确     
【答案】C
【解析】由于重锤削减的势能总是大于重锤增加的动能，说明重锤在运动过程中克服阻力做功，机械能削减．
2．用自由落体运动验证机械能守恒定律的试验中，某同学依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为横轴画出的图象应是图中的(　　)

【答案】C
【解析】由mgh＝mv2得＝gh，与h成正比关系，故C正确．
3．在利用自由落体验证机械能守恒的试验中，对于自由下落的重物，下述选择的条件中哪条更为有利(　　)
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，又要体积足够大
D．应当质量和密度都大些，还应便于夹紧纸带，使纸带伴同重物运动时不致扭曲
【答案】D
【解析】选重物时，应尽量选取质量大、体积小的物体，增大质量可使阻力的影响相对减小，减小体积可以减小空气的阻力，故D对，A、B、C错．
二、双项选择题
4．在验证机械能守恒定律的试验中，需要测量的是重锤的(　　)
A．质量　　　B．下落高度
C．下落时间 D．瞬时速度
【答案】BD
【解析】在本试验中，由于在动能的增加和势能的削减中，都有重锤的质量m，两边正好能够约去，所以没有必要测量重锤的质量，A错误．重锤下落的时间，可以从纸带上直接依据打的点来确定，C错误．重锤下落的高度和下落的速度是必需测量出来的，高度可以直接测量，而速度是先测量再进行计算，B、D正确．
5．如图4－5－10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(　　)

图4－5－10
A．N点是第n个点，则vn＝gnT
B．N点是第n个点，则vn＝g(n－1)T
C．vn＝
D．vn＝
【答案】CD
【解析】用v＝gt是抱负状况下用规律推理的结论，而不是用验证方法求得的结果．故A、B错，C、D正确．
6．在“验证机械能守恒定律”的试验中，有关重锤的质量，下列说法中正确的是(　　)
A．应选用质量较大的重锤，使重锤和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力
B．应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动
C．不需要称量重锤的质量
D．必需称量重锤的质量，而且要估读到0.01 g
【答案】AC
【解析】在“验证机械能守恒定律”试验中，我们只需比较gh与v2的值即可验证机械能守恒定律是否成立，与重锤质量无关，因此C正确．若将重锤的质量选得大些，则在重锤下落过程中，空气阻力可忽视不计，有利于减小相对误差．所以A正确．
7．关于“验证机械能守恒定律”的试验，下列说法中正确的是(　　)
A．在试验中必需要用天平测出重物的质量、瞬时速度和下落的高度，才能验证机械能守恒定律
B．在试验中由于不需要求出动能和重力势能的具体数值，故不需要用天平测出重物的质量
C．选取纸带时，应尽量选择第一、二两点间距离接近2 mm 的纸带，假如没有这样的纸带，试验达不到目的
D．假如没有第一、二两点间距离接近2 mm的纸带，本试验照旧可达到目的
【答案】BD
【解析】由于“验证机械能守恒定律”只要证明mv2＝mgh，即v2＝gh即可，不必要用天平测出物体的质量，故A错．B对．物体在自由下落时不愿定从刚打完一个点开头下落，即O点是开头下落的点，第一个离O点的时间间隔可以小于0.02秒，故第一、二点间的距离不愿定接近2 mm，可能小于2 mm，故C错，D对.
三、非选择题
8．某同学为验证机械能守恒定律编排了如下试验步骤：
A．用天平称出重锤的质量
B．把纸带固定到重锤上，并把纸带穿过打点计时器，提升到确定高度
C．拆掉导线，整理仪器
D．电源，调整纸带，重做两次
E．用秒表测出重锤下落的时间
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，得出结论
G．把打点计时器接到低压沟通电源上
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
上述试验步骤中错误的是________，可有可无的是________，其余正确且必要的步骤按试验操作挨次排列的是__________．(均只需填步骤的代号)
【答案】E、I　A　JGBHDCF
【解析】对于物理试验，把握试验原理和操作方法是最基本的要求．只有把握了试验原理，才能推断出试验步骤中哪些是错误的，哪些是必要的；只有亲自动手进行认真的操作，才能正确地对试验步骤按序排列．
上述试验步骤中错误的是E和I，由于试验中不需要测定时间，打点计时器应使用低压沟通电源．可有可无的试验步骤是A.其余正确且必要的步骤按试验操作挨次排列是：JGBHDCF.
9．在一次试验中，质量m＝1 kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图4－5－11所示(相邻计数点间的时间间隔为0.02 s)，长度单位是cm，那么，

图4－5－11
(1)纸带的________端与重物相连．
(2)打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB＝____ m/s.
(3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能削减量ΔEp＝________ J，此过程中物体动能的增加量ΔEk＝________ J．(g取9.8 m/s2)
(4)通过计算，数值上ΔEp________ΔEk(填“>”“＝”或“<”)，这是由于_______________________________________________________．
(5)试验的结论是___________________________________________．
【答案】(1)左　(2)0.98　(3)0.49　0.48　(4)>　试验中有摩擦力做功　(5)在误差允许范围内机械能守恒
【解析】(2)vB＝＝ m/s＝0.98 m/s.
(3)ΔEp＝mghOB＝1×9.8×5×10－2 J＝0.49 J.
ΔEk＝mv＝×1×0.982 J＝0.48 J.

图4－5－12
10．利用图4－5－12所示装置进行验证机械能守恒定律的试验时，需要测量物体由静止开头自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用试验得到的纸带，设计了以下四种测量方案：
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．依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，依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.
以上方案中只有一种正确，正确的是______．(填入相应的字母)
【答案】d
【解析】本题目的是验证机械能守恒，必需是通过测量数据对动能和势能(mv2与mgh)关系进行验证，即要测量v和h.而a、b、c三项中用的计算速度v的公式是依据自由落体运动规律得来的，而自由落体本身就是遵守机械能守恒的，达不到验证的目的．