
A.實驗需要的器材包含秒表
B.打點計時器應接直流電源
C.實驗時應先釋放紙帶,再接通打點計時器的電源
D.紙帶和打點計時器之間的阻力會帶來誤差
解析:選D 打點計時器是一個可以計時的儀器,則實驗過程中不需要秒表,故A錯誤;打點計時器應接交流電源,故B錯誤;實驗時應先接通打點計時器的電源,再釋放紙帶,故C錯誤;紙帶和打點計時器之間的阻力會帶來誤差,故D正確。
2.[多選]下列關(guān)于“驗證機械能守恒定律”實驗的實驗誤差與操作正誤的說法中,正確的是( )
A.重錘的質(zhì)量稱量不準會造成較大的誤差
B.重錘選用質(zhì)量大些、體積小些的,有利于減小誤差
C.重錘選用質(zhì)量小些、體積大些的,有利于減小誤差
D.先松開紙帶讓重物下落,再讓打點計時器工作,會造成較大差錯
解析:選BD 在“驗證機械能守恒定律”實驗中,我們只需比較gh與eq \f(1,2)v2的值即可驗證機械能守恒定律是否成立,與重錘的質(zhì)量無關(guān),選項A錯誤;若重錘選用質(zhì)量大些、體積小些的,則在重錘下落過程中,空氣阻力可忽略不計,有利于減小相對誤差,選項B正確,C錯誤;先松開紙帶再打點,此時紙帶上打第一個點的初速度已不為零,即打第一個點時已有了初動能,重錘動能的增加量比重錘重力勢能的減少量大,產(chǎn)生錯誤,選項D正確。
3.做“驗證機械能守恒定律”的實驗,已有鐵架臺、鐵夾、電源、紙帶、打點計時器,還必須選取的器材是圖中的____________(填字母)。
某同學在實驗過程中,①在重錘的正下方地面鋪海綿;②調(diào)整打點計時器的兩個限位孔連線為豎直;③重復多次實驗。以上操作可減小實驗誤差的是________(填序號)。
解析:需要選取的器材是重錘和刻度尺,故選B、D;能減小實驗誤差的操作是②③。
答案:BD ②③
4.在“驗證機械能守恒定律”實驗中,得到一條紙帶,取連續(xù)打出的點A、B、C、D作為計數(shù)點,各點間的距離如圖所示。若打點計時器所用電源頻率為50 Hz,則打C點時紙帶運動的速度為______ m/s。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
解析:vC=eq \f(?4.58+4.97?×10-2,2×0.02) m/s≈2.39 m/s。
答案:2.39
5.利用圖示裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。
(1)為驗證機械能是否守恒,需要比較重物下落過程中任意兩點間的________。
A.動能變化量與勢能變化量
B.速度變化量和勢能變化量
C.速度變化量和高度變化量
(2)除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點計時器、導線及開關(guān)外,在下列器材中,還必須使用的器材是________。
A.已知頻率的交流電源 B.刻度尺
C.天平(含砝碼) D.停表
解析:(1)為驗證機械能是否守恒,需要比較重物下落過程中任意兩點間動能的增加量和重力勢能的減少量是否相等,故A正確。
(2)打點計時器使用交流電源,實驗中需要測量點跡間的距離,從而得出瞬時速度和下降的高度,所以需要刻度尺。實驗中驗證動能的增加量和重力勢能的減少量是否相等,質(zhì)量可以約去,不需要測量質(zhì)量,則不需要天平,打點計時器可以知道時間,故不需要停表,故A、B正確。
答案:(1)A (2)AB
6.現(xiàn)利用如圖所示裝置驗證機械能守恒定律。圖中AB是固定的光滑斜面,斜面的傾角為30°,1和2是固定在斜面上適當位置的兩個光電門,與它們連接的光電計時器都沒有畫出。讓滑塊從斜面的頂端滑下,光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10-2 s、2.00×10-2 s。已知滑塊質(zhì)量為2.00 kg,滑塊沿斜面方向的長度為5.00 cm,光電門1和2之間的距離為0.54 m,g取9.80 m/s2,取滑塊經(jīng)過光電門時的速度為其平均速度。
(1)滑塊經(jīng)過光電門1時的速度v1=______ m/s,通過光電門2時的速度v2=______ m/s。
(2)滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為_______ J,重力勢能的減少量為________ J。
解析:(1)v1=eq \f(L,t1)=eq \f(5.00×10-2,5.00×10-2) m/s=1.00 m/s。
v2=eq \f(L,t2)=eq \f(5.00×10-2,2.00×10-2) m/s=2.50 m/s。
(2)動能增加量
ΔEk=eq \f(1,2)×2.00×(2.502-1.002)J=5.25 J,
重力勢能的減少量:
ΔEp=2.00×9.80×0.54×sin 30° J=5.29 J。
答案:(1)1.00 2.50 (2)5.25 5.29
7.某同學用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz,當?shù)刂亓铀俣葹間=9.80 m/s2。實驗中該同學得到的一條點跡清晰的完整紙帶如圖乙所示。紙帶上的第一個點記為O,另選連續(xù)的三個點A、B、C進行測量,圖中給出了這三個點到O點的距離hA、hB和hC的值?;卮鹣铝袉栴}:(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
(1)打點計時器打B點時,重物速度的大小vB=______ m/s。
(2)通過分析該同學測量的實驗數(shù)據(jù),他的實驗結(jié)果是否驗證了機械能守恒定律?簡要說明分析的依據(jù)。
解析:(1)由勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于平均速度可知vB=eq \f(hC-h(huán)A,2T),由電源頻率為50 Hz可知T=0.02 s,代入數(shù)據(jù)解得vB=3.90 m/s。
(2)本實驗是利用自由落體運動驗證機械能守恒定律,只要在誤差允許范圍內(nèi),重物重力勢能的減少量等于其動能的增加量,即可驗證機械能守恒定律。選B點分析,由于eq \f(1,2)mvB2≈7.61m,mghB≈7.70m,故該同學的實驗結(jié)果近似驗證了機械能守恒定律。
答案:(1)3.90 (2)驗證了機械能守恒定律 依據(jù)為eq \f(vB2,2)≈7.61(m/s)2,ghB≈7.70(m/s)2,因為eq \f(1,2)mvB2≈mghB,近似驗證了機械能守恒定律。
8.某同學做“驗證機械能守恒定律”實驗時,不慎將一條挑選出的紙帶一部分損壞,損壞的是前端部分。剩下的一段紙帶上各相鄰點間的距離已測出標在圖中,單位是cm。已知打點計時器工作頻率為50 Hz,重物質(zhì)量為m,重力加速度g取 9.8 m/s2。
(1)在打計時點2時重物的速度v2=______,在打計時點5時重物的速度v5=________,從打計時點2到打計時點5的過程中重物的動能增加量ΔEk=__________,重力勢能減少量ΔEp=________。
(2)比較得ΔEk________(選填“大于”“等于”或“小于”)ΔEp,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)根據(jù)實驗判斷下列圖像正確的是(其中ΔEk表示重物動能的變化,Δh表示重物下落的高度)________。
解析:(1)利用勻變速直線運動的推論得:v2=eq \f(s13,2T)=eq \f(0.028+0.032,2×0.02) m/s=1.50 m/s;v5=eq \f(0.040+0.043,2×0.02) m/s=2.075 m/s; 此過程中動能增加量ΔEk=eq \f(1,2)mv52-eq \f(1,2)mv22=1.03m J;重力勢能減少量ΔEp=mgh=m×9.8×(0.032+0.036+0.04)J=1.06m J。
(2)比較得ΔEk小于ΔEp;原因是實驗中重物要克服阻力做功。
(3)根據(jù)機械能守恒:ΔEk=mgΔh,則ΔEk-Δh圖線為過原點的直線,故選C。
答案:(1)1.50 m/s 2.075 m/s 1.03m J 1.06m J
(2)小于 實驗中重物要克服阻力做功 (3)C
這是一份高中物理粵教版 (2019)必修 第二冊第四節(jié) 勢能課時訓練,共5頁。試卷主要包含了關(guān)于重力勢能,下列說法正確的是等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份粵教版 (2019)必修 第二冊第二節(jié) 功率精練,共5頁。試卷主要包含了關(guān)于功率,下列說法正確的是等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份高中物理粵教版 (2019)必修 第二冊第四章 機械能及其守恒定律第一節(jié) 功課時作業(yè),共5頁。
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