《【】高中新課標(biāo)人教版物理必修二(學(xué)案課件+課時練習(xí))第七章機(jī)械能守恒定律第十節(jié)能量守恒定律與能源》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《【】高中新課標(biāo)人教版物理必修二(學(xué)案課件+課時練習(xí))第七章機(jī)械能守恒定律第十節(jié)能量守恒定律與能源(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第7章 第9節(jié)
基礎(chǔ)夯實
1.在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中,下列物理量中要用工具測量和通過計算得到的有( )
A.重錘的質(zhì)量
B.重力加速度
C.重錘下落的高度
D.與重錘下落高度對應(yīng)的重錘瞬時速度
答案:CD
解析:通過實驗原理可知,重錘下落高度要用毫米刻度尺直接量出,下落這一高度時對應(yīng)的速度用平均速度求出,故需用工具測量的是C,通過計算得到的是D.
2.在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中
(1)實驗的研究對象是________.
(2)供選擇的重物有以下四個應(yīng)選擇( )
A.質(zhì)量為100g的鉤碼
B.質(zhì)量為10g的砝碼
C.質(zhì)量為200g的木球
D
2、.質(zhì)量為10g的塑料球
(3)給打點計時器提供的電源如下,應(yīng)選擇( )
A.4節(jié)干電池
B.3節(jié)蓄電池
C.學(xué)生電源4V~6V,交流輸出
D.學(xué)生電源4V~6V,直流輸出
答案:(1)帶紙帶夾的重錘 (2)A (3)C
3.在利用自由落體運動驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中:
(1)打點計時器所接交流電的頻率為50Hz,甲、乙兩條實驗紙帶如圖所示,應(yīng)選________紙帶好.
(2)若通過測量紙帶上某兩點間距離來計算某時刻的瞬時速度,進(jìn)而驗證機(jī)械能守恒定律.現(xiàn)已測得2、4兩點間距離為s1,0、3兩點間距離為s2,打點周期為T,為了驗證0、3兩點間機(jī)械能守恒,則s1、s2和T應(yīng)
3、滿足的關(guān)系為________.
答案:(1)甲 (2)T2=
解析:(1)由于甲圖中1、2兩點間的距離(1.9mm)接近于2mm,故選甲圖.
4.(哈師大附中08~09學(xué)年高一下學(xué)期期中)在當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.8m/s2的實驗室內(nèi)進(jìn)行驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中,所用電源的頻率為50Hz.一同學(xué)選擇了一條理想紙帶,用刻度尺測量時各計時點位置對應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖所示.圖中O是自由落體的初始第一點,A、B、C、D是紙帶上連續(xù)的幾個點,圖中數(shù)值的單位為厘米.根據(jù)實驗并結(jié)合紙帶回答下列問題:
實驗時要從幾條紙帶中挑選第一、二兩點間的距離接近________并且點跡清晰的紙帶進(jìn)行測量;
若
4、重錘質(zhì)量為mkg,則重錘從開始下落到B點時,減少的重力勢能為________J;(數(shù)字部分保留三位有效數(shù)字)
若重錘質(zhì)量為mkg,則重錘到B點時,重錘的動能為________J.(數(shù)字部分保留三位有效數(shù)字)
答案:2mm 6.88m 6.82m
5.(遼寧實驗中學(xué)08~09學(xué)年高一下學(xué)期期中)在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中:所用電源的頻率為50Hz.某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶,用刻度尺測得各計數(shù)點到O的距離(單位:mm)如圖所示,圖中O點是打點計時器打出的第一個點,A、B、C、D、E分別是每打兩個點取出的計數(shù)點.
(1)從下列器材中選出實驗所必須的,其編號為________.
5、A.打點計時器(包括紙帶) B.重錘 C.天平
D.毫米刻度尺 E.秒表(或停表) F.運動小車
(2)若重錘的質(zhì)量為mkg,則重錘從開始下落到打B點時,減少的重力勢能是________J,從重錘下落到打B點時增加的動能是________J,得到的結(jié)論是____________________________.(取g=9.8m/s2,結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
答案:(1)ABD (2)1.91m 1.88m 在實驗誤差允許的范圍內(nèi),重錘的機(jī)械能守恒
6.在利用打點計時器驗證自由下落物體機(jī)械能守恒的實驗中,設(shè)物體在打O點時釋放,打點計時器打A點時物體速度為v,如圖所示,一同學(xué)在實驗報告中填
6、寫如下:
v=2.36m/s.h=28.76cm,=2.785m2/s2,gh=2.718m2/s2.由以上數(shù)據(jù)說明在誤差范圍內(nèi)相等,故機(jī)械能守恒.
老師批閱:“數(shù)據(jù)非實驗所得!”
老師作此批閱的理由是什么?
答案:在本實驗中,由于空氣阻力和摩擦力不可避免,所以重力勢能的減少量大于動能的增加量,或者說物體下落的實際加速度a<g.所以實驗所測數(shù)據(jù)的實際結(jié)果應(yīng)是v2<gh.而不是這位同學(xué)的v2>gh.
能力提升
1.在研究重物自由下落過程中機(jī)械能守恒的實驗中,得到如圖所示的一條紙帶,該紙帶上最初打出的幾個點不清楚,紙帶上留下的是后面的一些點.算出打下B、C兩點時,重物速度分別是vB、v
7、C,量得B、C兩點間的距離為h,那么驗證機(jī)械能守恒的表達(dá)式可寫為( )
A.gh=v-v
B.gh=v-v
C.vC=vB+aT
D.v+v=2gh
答案:B
解析:從B→C的過程ΔEP減=mgh,
ΔEk增=mv-mv,
所以需驗證的表達(dá)式為mgh=mv-mv.
即gh=v-v.
2.(福建廈門六中08~09學(xué)年高一下學(xué)期期中)在驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中,質(zhì)量為m=1.00kg的重錘拖著紙帶下落,在此過程中,打點計時器在紙帶上打出一系列的點.在紙帶上選取五個連續(xù)的點A、B、C、D和E,如圖所示.其中O為重錘開始下落時記錄的點,各點到O點的距離分別是31
8、.4mm、49.0mm、70.5mm、95.9mm、124.8mm.當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.8m/s2. 本實驗所用電源的頻率f=50Hz.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(1)打點計時器打下點B時,重錘下落的速度vB=________m/s,打點計時器打下點D時,重錘下落的速度vD=________m/s.
(2)從打下點B到打下點D的過程中,重錘重力勢能減小量ΔEp=________J,重錘動能增加量ΔEk=________J.
(3)在誤差允許范圍內(nèi),通過比較________就可以驗證重錘下落過程中機(jī)械能守恒了.
(4)設(shè)重錘在下落過程中受到恒定不變的阻力F,則可根據(jù)本實驗數(shù)據(jù)求得阻
9、力F的表達(dá)式為________(用題中所給字母m,g,s1,s2,f表示).
答案:(1)0.975 1.36 (2)0.459 0.447
(3)重力勢能的減小量和動能的增加量相等
(4)mg-m(s2-s1)f2
3.如圖甲所示,用包有白紙的質(zhì)量為1.00kg的圓柱棒替代紙帶和重物,蘸有顏料的毛筆固定在電動機(jī)上并隨之轉(zhuǎn)動,使之替代打點計時器.當(dāng)燒斷懸掛圓柱棒的線后,圓柱棒豎直自由下落,毛筆就在圓柱棒表面的紙上畫出記號,如圖乙所示,設(shè)毛筆接觸棒時不影響棒的運動.測得記號之間的距離依次為26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm,已知電動機(jī)銘牌
10、上標(biāo)有“1440r/min”的字樣,由此驗證機(jī)械能守恒.根據(jù)以上內(nèi)容,回答下列問題:
(1)毛筆畫相鄰兩條線的時間間隔T=________s,圖乙中的圓柱棒的________端是懸掛端(填“左”或“右”).
(2)根據(jù)乙所給的數(shù)據(jù),可知毛筆畫下記號C時,圓柱棒下落的速度vC=________m/s;畫下記號D時,圓柱棒下落的速度vD=________m/s;記號C、D之間圓柱棒的動能的變化量為______J,重力勢能的變化量為________J(g=9.8m/s2).由此可得出的結(jié)論是________.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
答案:(1)T==s=0.042s,左端相鄰筆跡間間距大
11、,故左端是懸掛端.
(2)vC=m/s=1.2m/s,
vD=m/s=1.6m/s,
ΔEK=m(v-v)=0.53J,ΔEP=mg=0.57J,
在誤差允許范圍內(nèi),圓柱體的機(jī)械能是守恒的.
4.用落體法“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中,根據(jù)紙帶算出相關(guān)的速度v,量出下落距離h,則以為縱軸,以h為橫軸,畫出的圖象應(yīng)是下圖中的哪一個?其斜率又表示什么?
答案:C 其斜率表示重力加速度g
解析:對于自由落體運動,由靜止開始下落高度h后,重力勢能減少mgh,動能增加mv2,應(yīng)滿足mgh=mv2,即v2=g·h.
5.圖中甲、乙兩圖都是利用“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗來測量當(dāng)?shù)氐闹亓?/p>
12、加速度g值的裝置示意圖.已知打點計時器的打點頻率為50Hz.
(1)這兩圖相比較,用哪個圖所示的裝置實驗較好?簡單說明理由.
(2)上圖中的丙是采用較好的裝置并按正確的實驗步驟進(jìn)行實驗打出的一條紙帶,其中O點為打點的第一個點,標(biāo)為1,后面依次打下的一系列點跡分別為2、3、4、5…….經(jīng)測量,第15至17點間的距離為11.69cm,第1至第16點間的距離為43.83cm,則打下第16個點時,重物下落的速度大小為________m·s-1.在實驗誤差允許的范圍內(nèi),可認(rèn)為重物在下落的過程中機(jī)械能守恒,由此求得重力加速度值為g=________m·s-2(要求保留3位有效數(shù)字).
答案:甲圖
13、 2.92m·s-1 9.74m·s-2
解析:(1)用甲圖所示的裝置實驗較好.因為用夾子固定,可以避免乙圖由于手的抖動而造成紙帶上的第1個點跡被拖長和位置不確定的現(xiàn)象.另外由于用夾子固定紙帶,便于紙帶調(diào)整到豎直方向,以避免紙帶與打點計時器(限位孔)之間產(chǎn)生較大的摩擦,而乙圖中用手握住紙帶,難于做到這一點.
(2)v16==2.9225(m·s-1).
由mgh=mv,得:
g===9.74(m·s-2)
注:本題中利用“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗來完成測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭值,這是對教材中實驗方法的拓展.這種拓展,是近年來高考實驗題的變化趨勢.學(xué)習(xí)中需重視更新實驗情景,變換實驗方式,不斷提高觀察的思維能力.