驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

專題復(fù)習(xí)經(jīng)典練習(xí)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律專題復(fù)習(xí)經(jīng)典練習(xí)（2）一、選擇題（本題共2小題）1.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中關(guān)于重錘的質(zhì)量，下列說(shuō)法中正確的是 （）A.應(yīng)選用密度和質(zhì)量較大的重錘，使重錘和紙帶所受的重力遠(yuǎn)大于 它們所受的阻力B.應(yīng)選用質(zhì)量較小的重錘，使重錘的慣性小一些，下落時(shí)更接近于自由落體運(yùn)動(dòng)C.不需要稱量重錘的質(zhì)量D.必須稱量重錘的質(zhì)量，而且要估讀到 0.01g1.【解析】選A、C.本實(shí)驗(yàn)依據(jù)的原理是由重錘自由下落來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，因此重錘的密度和質(zhì)量應(yīng)取得大一些，以使系統(tǒng)所受的阻力和重錘的重力相比可以忽略不計(jì)，以保證重錘做自由落體運(yùn)、一一動(dòng).本實(shí)驗(yàn)不需要測(cè)出重錘的質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)只需要驗(yàn)證 gh=」v2就行了.2.如圖所示，是用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)得到的一條紙帶 .我們選中N點(diǎn)，下面舉出一些計(jì)算N點(diǎn)速度的方法，其中正確的是（相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為T）（）vndn1dn12TA.若N點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn)，則vn=gnT B.若N點(diǎn)是第vndn1dn12Txnxn1C.Vn D.n2T.計(jì)算速度時(shí)應(yīng)根據(jù)中間時(shí)刻.【解析】選C..計(jì)算速度時(shí)應(yīng)根據(jù)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于那一段時(shí)間的平均速度，在本題中，可以這樣表示： vnxnxn1,正確選項(xiàng)為C.2T二、非選擇題（本大題共4小題，要有必要的文字?jǐn)⑹觯?（2011?煙臺(tái)高一檢測(cè)）用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中：2（1）運(yùn)用公式mv-=mgh對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求是;2（2）若實(shí)驗(yàn)中所用重物的質(zhì)量m=1kg.打點(diǎn)紙帶如圖所示，打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s,則記錄B點(diǎn)時(shí)，重物速度Vb=,重物動(dòng)能R=,從開(kāi)始下落起至B點(diǎn)時(shí)重物的重力勢(shì)能減少量是,由此可得出的結(jié)論是;（g取9.8m/s2）（單位:mm）<07,817.6 3L4 49.0>2（3）根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點(diǎn)的速度 v,量出下落距離h,則以v■為縱軸、以h為橫軸畫出的圖象應(yīng)是oo.【解析】(1)重物自由下落時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求是打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)重物的初速度為零.(2)Vb=x(2)Vb=xAC31.47.8103 = m/s=0.59m/s2T20.021此時(shí)重物的動(dòng)能為E. mv1此時(shí)重物的動(dòng)能為E. mvk2ST0.592J0.17J重物的重力勢(shì)能減小量為Ep=mgh=19.817.6103J0.17J故機(jī)械能守恒.(3)由機(jī)械能守恒定律可知,1 1cmgh=—mv2,即驗(yàn)證機(jī)械能寸恒te律成立，只需驗(yàn)證 5v?=gh即可.如2果縱坐標(biāo)為—,橫坐標(biāo)為2h,則圖象應(yīng)為過(guò)原點(diǎn)且斜率為 g重物的重力勢(shì)能減小量為Ep=mgh=19.817.6103J0.17J故機(jī)械能守恒.(3)由機(jī)械能守恒定律可知,1 1cmgh=—mv2,即驗(yàn)證機(jī)械能寸恒te律成立，只需驗(yàn)證 5v?=gh即可.如2果縱坐標(biāo)為—,橫坐標(biāo)為2h,則圖象應(yīng)為過(guò)原點(diǎn)且斜率為 g的直線，故C圖正確.答案：(1)打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)重物的初速度為零 (2)0.59m/s0.17J0.17J機(jī)械能守恒(3)C4.在利用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為 50Hz)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：(1)某同學(xué)用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到如圖所示的紙帶，把第一個(gè)點(diǎn)(初速度為零)記作。點(diǎn)，測(cè)出點(diǎn)QA間的距離為68.97cm，點(diǎn)AC間的距離為15.24cm，點(diǎn)CE間的距離為16.76cm,已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?9.8m/s2打點(diǎn)計(jì)時(shí)器巳夾子一重桂嫌帝重錘的質(zhì)量為動(dòng)能的增加量為mn=1.0kg,則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打。點(diǎn)到C點(diǎn)的這段時(shí)間內(nèi)，重錘J,重力勢(shì)能的減少量為J.IT68.9715.241656m/s2.單位：cmm/s2.(2)利用這個(gè)裝置也可以測(cè)量重錘下落的加速度 a=N.(3)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減少的重力勢(shì)能總大于重錘增加的動(dòng)能，其原因主要是在重錘帶著紙帶下落的過(guò)程中存在著阻力的作用，用題目中給出的已知量求重錘下落過(guò)程中受到的平均阻力大小為N..【解析】本題主要考查“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”這個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本原理和應(yīng)用，并且綜合了牛頓第二定律.2(1)C點(diǎn)速度vC=——=-. m/s=4.00m/s4T40.021 2 1 _ __2―一該過(guò)程動(dòng)能白增加量 EkmvC2 1.0 4.00J=8.00J2 2該過(guò)程重力勢(shì)能白^減少量為 Ep=mgOC=1.0X9.8X(68.97+15.24)X102J=8.25J.

(2)加速度a2CEAC16.7615.241022T(20.02)2.2 2m/s=9.50m/s(2)加速度a2CEAC16.7615.241022T(20.02)2.2 2m/s=9.50m/s.(3)由牛頓第二定律得答案：(1)8.008.25(2)9.50(3)0.305.(2011?南通高一檢測(cè))某同學(xué)做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，不慎將一條選擇好的紙帶的前面一.已知接打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的交流電源頻率.已知接打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的交流電源頻率為50Hz,取重力加速度g=9.8m/s2,利用這段紙帶能否驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 ？如能驗(yàn)證，說(shuō)明驗(yàn)證方法.【解析】能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律：選重物從第 2點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到第5點(diǎn)的過(guò)程來(lái)研究，重力勢(shì)能的減少量AEp=mgh25=mx9.8x(3.2+3.6+4.0) x10-2J=1.06mJ打第2點(diǎn)和第5點(diǎn)時(shí)重物的瞬時(shí)速度22.83.210220.024.04.310m/s1.50m/s,2打第2點(diǎn)和第5點(diǎn)時(shí)重物的瞬時(shí)速度22.83.210220.024.04.310m/s1.50m/s,20.022-m/s2.075m/s,,斗 1 2動(dòng)能的增量Ek1mv522在誤差允許范圍內(nèi)，可認(rèn)為A12一mv22Ep=A1m2.07521.502J1.03mJ.2機(jī)械能守恒.此題告訴我們驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的另一種方法,在紙帶前面部分損壞或前面部分點(diǎn)跡不清晰時(shí)，只要后面部分點(diǎn)跡清晰，就可以采用此種方法答案：能 驗(yàn)證方法見(jiàn)解析6.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，重物質(zhì)量50Hz的低壓交流電源.m=1kg,紙帶上打的點(diǎn)如圖所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器外接⑴⑴(2)⑶6.紙帶的哪一端與重物相連？打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B點(diǎn)時(shí)重物的速度是多少？若取g=9.8m/s2,則從起點(diǎn)。到打B點(diǎn)的過(guò)程中機(jī)械能是否守恒 ？通過(guò)計(jì)算驗(yàn)證.【解析】(1)左端，因?yàn)橹匚锱c第一個(gè)點(diǎn)最近 .(2)AC7.063.14Vb一2T20.02210m/s0.98m/s.重錘重力勢(shì)能的減少量為: