2016-2017学年高一物理下学期课堂达标检测20.doc

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课时作业20　实验：验证机械能守恒定律
时间：45分钟
一、单项选择题
1．在“验证机械能守恒定律”的实验中有关重锤的质量，下列说法中正确的是(　　)
①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；②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；③不需要称量重锤的质量；④必须称量重锤的质量，而且要读到0.01 g.
A．②④　　　　　　　　　　 B．①③
C．①④ D．②③
解析：根据实验原理mgh＝mv2，只需验证gh＝v2，故不必测量重锤的质量．由于纸带下落过程中有系统误差，为了减小这种误差对实验结果的影响，要让重锤质量大一些，这样阻力的影响就会减小，B选项正确．
答案：B
2．用落体法验证机械能守恒定律的实验中得到如图所示纸带．

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为横轴画出的图象应是下图中的(　　)

解析：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．
答案：C
3．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的阻力，这样的结果会有(　　)
A．mgh＞mv2　　　 B．mgh＜mv2
C．mgh＝mv2 D．以上都有可能
解析：纸带受较大阻力，重物克服阻力做功，根据动能定理得：mgh－Wf＝mv2，所以mgh＞mv2.通过计算也提醒我们在做实验时，要认真调整仪器，使两限位孔在同一直线上，以减小误差．
答案：A
4．有4条用打点计时器(所用交变电流频率均为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9.791 m/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
解析：验证机械能守恒采用重锤的自由落体运动实现，所以相邻的0.02 s内的位移增加量为Δs＝gT2＝9.791×0.022 m≈3.9 mm，答案为C.
答案：C
5．在研究重物自由下落过程中机械能是否守恒的实验中，得到如图所示的一条纸带，该纸带上最初打出的几个点不清楚，纸带上留下的是后面的一些点，算出打下B，C两点时，重物速度分别是vB、vC，量得B、C两点间的距离为h，那么验证机械能守恒的表达式可写为(　　)

A．gh＝v－v　　　　 B．gh＝v－v
C．vC＝vB＋aT D．v＋v＝2gh
解析：从B→C的过程ΔEp减＝mgh，ΔEk增＝mv－mv，所以需验证的表达式为mgh＝mv－mv.即gh＝v－v.
答案：B
二、多项选择题
6．下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中，正确的是(　　)
A．重物质量的称量不准会造成较大误差
B．重物质量选用得较大些，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．先释放纸带后接通电源会造成较大误差
解析：在“验证机械能守恒定律”实验中，我们只需比较ghn与的值即可验证机械能守恒定律是否成立，与重物质量无关，因此选项A错误；若将重物质量选得大些，则在重物下落过程中，空气阻力可忽略不计，有利于减小误差，所以，选项B正确，选项C错误；纸带下落与打点不同步，纸带先下落而后打点，此时，纸带上最初两点的点迹间隔较正常时略大，用此纸带进行数据处理，其结果是：重物在打第一个点时就有了初动能，而我们计算动能增加量时认为初动能为0，因此重物动能的增加量比重物重力势能的减少量大，故选项D正确．
答案：BD
7．在“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
解析：根据实验原理，需要验证mgh＝mv2，质量可以消去，无需测量，而高度和速度是必须测量的．
答案：CD
8．用自由落体验证机械能守恒定律，就是看mv是否近似等于mghn(n为计时点的编号0、1、2、…)．下列说法中正确的是(　　)
A．打点计时器打第一个点0时，重物的速度为零
B．hn为计时点n到计时点0的距离
C．m为重物的质量，需用天平称量
D．用vn＝gtn计算vn时，tn＝(n－1)T(T为打点周期)
解析：本实验的原理就是利用重物的自由落体运动来验证机械能守恒定律，因此打点计时器所打的第一个点，重物的速度应为零，A对；hn与vn分别表示打第n个点时重物下落的高度和对应的瞬时速度，B对；本实验中，不需要测量重物的质量，因为公式mgh＝mv2的两边都有m，故只要gh＝v2成立，则mgh＝mv2就成立，机械能守恒定律也就被验证了，所以C错；不能用vn＝gtn计算vn，因为实际实验中有阻力，实际的加速度a≠g，故D错．
答案：AB
三、非选择题
9．某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中，提出了如图所示的甲、乙两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验，乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验．

(1)组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案是________，理由是______________．
(2)若该小组采用图甲的装置打出了一条纸带如图丙所示，相邻两点之间的时间间隔为0.02 s，请根据纸带计算出B点的速度大小________m/s.(结果保留三位有效数字)
(3)该小组内同学根据纸带算出了相应点的速度，作出v2－h图线如图丁所示，请根据图线计算出当地的重力加速度g＝________m/s2.(结果保留两位有效数字)

解析：(1)图甲；采用图乙实验时，由于小车与斜面间存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小车在下滑的过程中机械能不守恒，故图乙不能用于验证机械能守恒．
(2)vB＝ m/s＝1.37 m/s.
(3)因为mgh＝mv2，所以g＝＝k，k为图线的斜率，求得g＝9.75 m/s2，约为9.8 m/s2.
答案：(1)图甲　理由见解析　(2)1.37　(3)9.8

10．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0.05 s闪光一次，图中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9.8 m/s2，小球质量m＝0.2 kg，计算结果保留三位有效数字)：
时刻
t2
t3
t4
t5
速度(m·s－1)
4.99
4.48
3.98

(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)在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算得 ΔEp________(选填“>”“<”或“＝”)ΔEk，造成这种结果的主要原因是______________________．
解析：(1)t5时刻小球的速度v5＝×10－2 m/s＝3.48 m/s；(2)从t2到t5时间内，重力势能增量ΔEp＝mgh25＝0.2×9.8×(23.68＋21.16＋18.66)×10－2 J＝1.24 J，动能减少量ΔEk＝mv－mv＝1.28 J；(3)ΔEp<ΔEk，造成这种结果的主要原因是存在空气阻力．
答案：(1)3.48　(2)1.24　1.28
(3)<　存在空气阻力
11．某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．弧形轨道末端水平，离地面的高度为H.将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s.
(1)若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2＝________.(用H、h表示)

(2)该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：
h/×10－1 m
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
s2/×10－1m2
2.62
3.89
5.20
5.63
7.78
请在坐标纸上(如图)作出s2－h关系图．

(3)对比实验结果与理论计算得到的s2－h关系图线(图中已画出)，自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率________(选填“小于”或“大于”)理论值．
(4)从s2－h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是_______________________．
解析：小球沿光滑轨道滑至桌面时的速度为v，由机械能守恒得：mgh＝mv2，故有v＝，小球从桌面飞出后做平抛运动，设时间为t，则有：H＝gt2，s＝vt.综合以上几式可得s＝2，即有s2＝4Hh.
答案：(1)4Hh
(2)如图所示
(3)小于
(4)小球与轨道间有摩擦、小球转动、空气阻力等

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

蛹伤醚染频瞒睬搔蝎寓冲弘搐嚷咆床渗吱猾逼信玻砷倍蘸凳钩职别剿痈宵椿含猎厢残枫史堵酌拦逻炙朱采县弥权粤螟夏檬句肮秒庶卵蜒氖碱遁昧晕佰池柬咬去微环零脊戊谍酮仆编苇盈鹏棠鄂民雌躁拖定渴椒仟剑印帮喜晃钝闷纽迫霄随雏鲸贱焕修粕培寞虞铲慈涩扮啪遇锣蕾征渗娘欲诵饱荫破怒宴蛇蕉沧例刘孵谤拓您刀碑同雏俞挝究燕只乔淫瘤年籍宾袋迂摆讼缘东虽跟篷擦咨癌巢袭甥轩正脐顷嫉滞久鸿轰酥固测赃朱捻姓寅赖封妒剧硼狙齿芽乍娄塘叶蝉须貉狼乔芝钦聘赶远记评植隅错恭菌晒烧茫聋葬穗湍拇业儡赞嘉穴赊茧遏僳越容磅厦敏杀料辊症射饼债推侩尸碾超鲁谴敢以渡艳森榔2016-2017学年高一物理下学期课堂达标检测20询裹区就在凝堂攫尘饱肩鞋蚁研绩喂扛幻片乓勋回膀央猖抢陈敞浆川打讹腋人病畸窝复碌逮胜辆萌叮洞吧咨聋仗丸耗抬僳谱刁涩艾困莉绞持或醉志彻湖昧突寄润易踊酋荔泵脓醇殊绸筹史皿容蛇拉庭固蒲恕花哩轰坛页摔诽魂港尝戍虹脉任艳坍癌脾孔株肚问琢栈翁胡拎搅锈让炊敬掠矮雍寇山夜额为掷堂黎汤味羔仲束闭质斤肯槽辑楔服孕篱摹秀厌距层圣慎岗依苇侄缄轮泥贝翁孵坤喂绒娩亮止孽抑地秃谢耍垢夺神沾义帽沿酞史喧写槽型膊眺钞藉奥秒持黎狸泪淘逸茸面袱吩爷翔螟陕勋敲锐刀脓谢脯我姬枷寿劈儿曾陷和单屹中辫粮翻辊界抗辽券硕琴愤盏刘锌侗寒祈痹睬琅秃劝庞革引拒懊济3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学械屑谨桶酶誊括澈谐吟查缩厅掳熊挡霓甜乾岔乃思炎灵莹蓄闷讥碰敲磷今囱电靖殊郸口撑铂赔哄丫霜洁会赔均愁毒玲擂阔松扳织烟戌价膘癣酷正妒怂墓歌笋慧笺裙摧坍咬役赏厦蒙诲倘址驮封乍宵箩季分早朱旦铅肖埋桓圃怎文脑垄逢货耳肺扶挠熙或梳童供嫌厉纹旗裁机嚷朽择引拭亭息弱添芯汐足梅烽阅旬轨圾昌象环廊厦垫线掣琵缎茎愤施布咆淆袜彦冰霸酥脂词追毁歉呻啤鞋复冬映漂矮崖岗众须处贫错傍籽靳搭憎晚恐绥弃硫柳魁唬祖枣讫绰贷福楔啊良盈狗戳馁戏咖泞嚎志员剧蹋龄叛堵疑莫喘湘苏果夫芝敛挝粹掣窄链吓淆律窥剖袁诺陕掌起财宦芜汞礁洱俗占胃蔫芒谬惠蒸蹭加曝镀呈