2019年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)、探究 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課時(shí)作業(yè) 新人教版必修2.doc

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2019年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)、探究 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課時(shí)作業(yè) 新人教版必修2 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．關(guān)于“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，以下說(shuō)法正確的是(　　) A．實(shí)驗(yàn)中摩擦是不可避免的，因此紙帶越短越好，因?yàn)榧垘г蕉?，克服摩擦力做的功就越小，誤差就越小 B．稱出重錘的質(zhì)量，是不可缺少的步驟 C．紙帶上第1、2兩點(diǎn)間距若不接近2mm，無(wú)論怎樣處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)誤差一定較大 D．處理打完點(diǎn)的紙帶時(shí)，可以直接利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)跡，而不必采用“計(jì)數(shù)點(diǎn)”的方法 2．在用落體法“驗(yàn)證機(jī)械能守恒”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，顯示重錘增加的動(dòng)能略大于重錘減少的重力勢(shì)能，則出現(xiàn)這一問(wèn)題的可能原因是(　　) A．重錘的質(zhì)量測(cè)量錯(cuò)誤 B．用公式vt＝gt計(jì)算各點(diǎn)的速度 C．交流電源的頻率不等于50Hz D．重錘下落時(shí)受到的阻力過(guò)大 3．實(shí)驗(yàn)時(shí)，計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.80m/s2，測(cè)得所用重錘的質(zhì)量為1.00kg，甲、乙、丙三位同學(xué)分別用同一裝置打出三條紙帶，量出各紙帶上第1、2兩點(diǎn)間的距離分別為1.8mm、1.9mm、2.5mm，可以看出其中肯定有一個(gè)學(xué)生在操作上有錯(cuò)誤，這位同學(xué)是________，操作錯(cuò)誤是________，若按實(shí)驗(yàn)要求正確地選出紙帶進(jìn)行測(cè)量，量得連續(xù)3點(diǎn)A、B、C到第1點(diǎn)之間的距離分別是AO＝15.55cm，BO＝19.20cm，CO＝23.30cm，則計(jì)時(shí)器打下B點(diǎn)時(shí)，重錘重力勢(shì)能的減少量為_(kāi)_______ J，重錘增加的動(dòng)能是________ J. 4．用如圖所示的裝置驗(yàn)證小球做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒，圖中O為釋放小球的位置，A、B、C、D為固定速度傳感器的位置且與O在同一條豎直線上． 第4題圖 (1)若當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，還需要測(cè)量的物理量有____________． A．小球的質(zhì)量m B．小球下落到每一個(gè)速度傳感器時(shí)的速度v C．小球下落到每一個(gè)速度傳感器時(shí)下落的高度h D．小球下落到每一個(gè)速度傳感器時(shí)所用的時(shí)間t (2)作出v2h圖象，由圖象算出其斜率k，當(dāng)k＝____________可以認(rèn)為小球下落過(guò)程中機(jī)械能守恒． (3)寫(xiě)出對(duì)減小本實(shí)驗(yàn)誤差有益的一條建議：________________________________________________________________________________________________________. 5．某課外活動(dòng)小組利用豎直上拋運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律． (1)某同學(xué)用20分度游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑，讀數(shù)如圖甲所示，小球直徑為_(kāi)___________cm. 圖乙所示彈射裝置將小球豎直向上拋出，先后通過(guò)光電門(mén)A、B，計(jì)時(shí)裝置測(cè)出小球通過(guò)A、B的時(shí)間分別為2.55ms、5.15ms，由此可知小球通過(guò)光電門(mén)A、B時(shí)的速度分別為vA、vB，其中vA＝____________m/s. 　　 　　　　　　　甲　　　　　　　　　　　　乙 第5題圖 (2)用刻度尺測(cè)出光電門(mén)A、B間的距離h，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，只需比較____________是否相等，就可以驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒(用題目中涉及的物理量符號(hào)表示)． (3)通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，小球通過(guò)光電門(mén)A的時(shí)間越短，(2)中要驗(yàn)證的兩數(shù)值差越大．試分析實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的主要原因是____________． 6．學(xué)生實(shí)驗(yàn)“用DIS研究機(jī)械能守恒定律”的裝置如圖(a)所示，某組同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中，選擇DIS以圖象方式顯示實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，所顯示的圖象如圖(b)所示．圖象的橫軸表示小球距D點(diǎn)的高度h，縱軸表示擺球的重力勢(shì)能EP、動(dòng)能Ek或機(jī)械能E.試回答下列問(wèn)題： (1)在定量研究機(jī)械能守恒定律之前需要進(jìn)行定性研究的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中用到圖中的定位擋片，它的作用是________． (A)保證小球每次從同一高度釋放． (B)保證小球每次擺到同一高度． (C)觀察受到阻擋后小球能否擺到另外一側(cè)接近釋放時(shí)的同一高度． (D)觀察受到阻擋前后小球在兩側(cè)用時(shí)是否相同． (2)圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，傳感器K的名稱是____________． (3)圖(b)的圖象中，表示小球的重力勢(shì)能EP、動(dòng)能Ek、機(jī)械能E隨小球距D點(diǎn)的高度h變化關(guān)系的圖線分別是______________________(按順序填寫(xiě)相應(yīng)圖線所對(duì)應(yīng)的文字)． (a) (b) 第6題圖 7．如圖所示為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．現(xiàn)有的器材為： 第7題圖 帶鐵夾的鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶，帶鐵夾的重錘、天平． 回答下列問(wèn)題： (1)為完成此實(shí)驗(yàn)，除了所給的器材外，還需要的器材有____________．(填入正確選項(xiàng)前的字母) A．米尺 B．秒表 C．0～12 V的直流電源 D．0～12 V的交流電源 (2)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟： A．按照?qǐng)D示的裝置安裝器材 B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出”上 C．用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量 D．先接通電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶 E．測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離 F．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能 其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是____________． (3)實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因有________________________________________________________．(寫(xiě)出兩個(gè)原因) 8．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m＝ 1.00kg的重物自由下落，帶動(dòng)紙帶打出一系列的點(diǎn)，如圖所示．相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s；(g＝9.8m/s2，計(jì)算結(jié)果小數(shù)點(diǎn)后保留2位有效數(shù)字) (1)從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中物體的動(dòng)能增加量ΔEK＝____________J，勢(shì)能減少量ΔEP＝____________J； (2)通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，數(shù)值上ΔEK＜ΔEP，這是因?yàn)樵谥劐N下落過(guò)程中存在著阻力的作用．我們可以通過(guò)該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè) 定該阻力的大小，方法如下：先通過(guò)紙帶測(cè)得下落的加速度a＝____________m/s2.再根據(jù)牛頓第二定律計(jì)算出重錘在下落的過(guò)程中受到的平均阻力f＝____________N. 第8題圖 9．某研究性學(xué)習(xí)小組用如圖(a)所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．讓一個(gè)擺球由靜止開(kāi)始從A位置擺到B位置(O點(diǎn)正下方)，若不考慮空氣阻力，小球的機(jī)械能應(yīng)該守恒，即mv2＝mgh.直接測(cè)量擺球到達(dá)B點(diǎn)的速度v比較困難．現(xiàn)讓小球在B點(diǎn)處脫離懸線做平拋運(yùn)動(dòng)，利用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來(lái)間接地測(cè)出v. 第9題圖 如圖(a)中，懸點(diǎn)正下方P點(diǎn)處放有水平放置熾熱的電熱絲，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易瞬間被燒斷，小球由于慣性向前飛出做平拋運(yùn)動(dòng)．在地面上放上白紙，上面覆蓋著復(fù)寫(xiě)紙，當(dāng)小球落在復(fù)寫(xiě)紙上時(shí)，會(huì)在下面白紙上留下痕跡．用重垂線確定出A、B點(diǎn)的投影點(diǎn)N、M.重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次(小球每一次都從同一點(diǎn)由靜止釋放)，球的落點(diǎn)痕跡如圖(b)所示，圖中米尺水平放置，零刻度線與M點(diǎn)對(duì)齊．用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，算出A、B兩點(diǎn)的豎直距離，再量出M、C之間的距離x，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．已知重力加速度為g，小球的質(zhì)量為m. (1)根據(jù)圖(b)可以確定小球平拋運(yùn)動(dòng)的水平距離為_(kāi)_______cm.　 (2)用題中所給字母表示出小球平拋時(shí)的初速度v0＝________.　 (3)用測(cè)出的物理量(即題中所給字母)表示出小球從A到B過(guò)程中，重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝________，動(dòng)能的增加量ΔEk＝________. 課時(shí)作業(yè)(二十一)　實(shí)驗(yàn)、探究：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 　1.D　【解析】 由實(shí)驗(yàn)的具體操作步驟知，紙帶過(guò)短就無(wú)法獲得足夠多的測(cè)量數(shù)據(jù)，故A錯(cuò)．不需要測(cè)得重錘重力，就可以通過(guò)v2/2＝gh來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒．C項(xiàng)說(shuō)法沒(méi)有道理，故C錯(cuò)． 　2.BC　【解析】 重錘的質(zhì)量大小不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，故A錯(cuò)．考慮阻力作用，重錘的實(shí)際加速度要偏低，故B正確，頻率不等于50Hz，如果計(jì)算時(shí)采用50Hz，可能出現(xiàn)此結(jié)果，故C正確．重錘受到阻力過(guò)大，加速度會(huì)減小，動(dòng)能應(yīng)該略小于勢(shì)能才對(duì)，故D錯(cuò)． 　3.丙　先放開(kāi)紙帶后接通電源　1.88　1.88　【解析】 由于2.5比1.8和1.9大的多，所以丙錯(cuò)，數(shù)值偏大，說(shuō)明打點(diǎn)時(shí)已有初速度，故應(yīng)為先放開(kāi)了紙帶后接通電源．通過(guò)B點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能減小量ΔEp為： ΔEp＝mgh＝19.80.192＝1.88J　vB＝≈1.94m/s，所以Ek＝mv＝11.942≈1.88J. 　4.(1)BC　(2)2g　(3)相鄰速度傳感器間的距離適當(dāng)大些，選用質(zhì)量大，體積小的球做實(shí)驗(yàn)等． 　【解析】 根據(jù)驗(yàn)證機(jī)械能守恒公式 mgh1＋mv＝mgh2＋mv　由公式可知； 只需要測(cè)量小球下落到每一個(gè)傳感器的速度V及高度h即可． 由公式mgh＝mv2，即v2＝2gh可知． v2－h(huán)圖象是一條直線，且斜率k為2g. 由于空氣阻力的存在，所以相鄰傳感器間的距離適當(dāng)大些，選用質(zhì)量大，體積小的小球等都可以減小空氣阻力的影響． 　5.(1)1.020　4.0　　(2)gh與　　(3)空氣阻力，速度越大，阻力越大． 　【解析】 游標(biāo)卡尺為20分度，則一格為厘米，由圖可知，零刻度在“1”的右側(cè)，且第四格的刻度線對(duì)齊，則1＋4＝1.02厘米，由于時(shí)間極短，可視為勻速通過(guò)．vA＝＝＝＝4.0m/s，根據(jù)機(jī)械能守恒定律公式：mv＝mv＋mgh，即gh＝ v－v，即可證明機(jī)械能守恒，小球上升過(guò)程中受到空氣阻力的作用，速度越大，所受阻力越大． 　6.(1)C　　(2)光電門(mén)傳感器　　(3)乙、丙和甲 　【解析】 (1)用DIS研究機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)中，定位片的作用是用來(lái)觀測(cè)受到阻擋后小球能否擺到另外一側(cè)接折釋放時(shí)的同一高度；(2)傳感器k為光電門(mén)傳感器，用來(lái)測(cè)小球經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)的速度；(3)小球機(jī)械能守恒，甲表示機(jī)械能E；距離D點(diǎn)越近，小球重力勢(shì)能越低，動(dòng)能越大，故乙表示小球重力勢(shì)能，丙表示小球動(dòng)能． 　7.(1)AD　　(2)B　　(3)見(jiàn)解析 　【解析】 (1)驗(yàn)證機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)，即重力勢(shì)能減小量等于動(dòng)能的增加量，要用米尺測(cè)出下落的位移，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要接在0～12V的交變電源； (2)很明顯，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要接在“交流輸出”上，B錯(cuò)； (3)誤差產(chǎn)生的原因：紙帶與計(jì)時(shí)器之間有摩擦，米尺上讀數(shù)誤差等． 　8.(1)1.55　1.56　　(2)9.50　0.30 　【解析】 EKB＝mv vB＝＝＝＝1.76m/s 所以EKB＝1.001.76J＝1.55J EP＝mgh＝1.009.815.9310－2J＝15.6J 由ΔS＝at2可知： a＝＝ ＝9.50m/s2 mg－f＝ma, 可知f＝0.30N. 　9.(1)64.7(64.0～65.5)　(2)x　(3)mg(h1－h(huán)2)　 　【解析】 (1)用一個(gè)最小的圓圈起所有小球落點(diǎn)，圓的圓心即為小球落點(diǎn)的平均位置，然后讀出圓心對(duì)應(yīng)刻度的值即為小球平拋的水平距離，為64.7cm.(2)由h2＝gt2和x＝v0t可得v0＝x.(3)由A到B過(guò)程中，小球重力勢(shì)能的減少量為ΔEp＝mg(h1－h(huán)2)，動(dòng)能的增加量　ΔEk＝mv＝.