人教版 (新课标)必修29.实验：验证机械能守恒定律测试题

这是一份人教版 (新课标)必修29.实验：验证机械能守恒定律测试题，共4页。试卷主要包含了02 s内的位移，能够显示挡光时间，8×0等内容，欢迎下载使用。

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锤的瞬时速度
【解析】根据实验原理知：应测出重物下落到某一点时下落的高度，并通过对纸带分析，计算出该点物体的瞬时速度.
【答案】C、D
2.在利用重锤自由下落来验证机械能守恒定律的实验中，产生误差的主要原因是（ ）
A.重锤下落的高度大于测量值
B.重锤下落的高度小于测量值
C.重锤实际末速度v大于gt(g为重力加速度，t为下落时间)
D.重锤实际末速度v小于gt
【解析】重锤下落的实际高度与测量值之间肯定存在误差，但到底是大于还是小于测量值不一定，所以A、B错；由于纸带与限位孔之间的摩擦及空气阻力的存在，重锤下落过程中加速度小于g，实际末速度要小于gt,故D对，C错.
【答案】D
二、非选择题（共48分）
3.（8分）在“验证机械能守恒定律”的实验中，有如下可供选择的实验器材：铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关，其中不必要的器材是____________________，缺少的器材是__________________.
【解析】因为此实验要利用重锤和纸带系统做自由落体运动来验证机械能守恒，实验中需通过打点计时器记录重锤自由下落的运动情况，并测量重锤下落的高度hn和对应记录点的速度vn，通过计算mghn和的值进行比较来验证机械能守恒定律.显然，处理数据时，比较ghn和的值即可验证机械能守恒定律是否成立.因此，不需要天平、秒表，但必须要有低压交流电源、重锤和刻度尺.
【答案】低压直流电源、天平、秒表低压交流电源、重锤、刻度尺
4.（12分）在利用打点计时器等器材验证自由下落物体的机械能是否守恒时，打点计时器的电源频率是50 Hz.某同学先后打出两条纸带，纸带Ⅰ上第1、2两点，第2、3两点，第3、4两点，第4、5两点间的距离依次为1.9 mm、6.0 mm、10.0 mm、14.0 mm，纸带Ⅱ上第1、2两点，第2、3两点，第3、4两点，第4、5两点的距离依次为2.5 mm、6.0 mm、10.0 mm、14.0 mm.那么，应该选用纸带_________进行测量和计算.根据你所选用的纸带，利用第2、3两点间的距离和第4、5两点间的距离，可以计算出当地的重力加速度的大小，为__________.在打第3点的瞬时，重物的速度为_________m/s.为了验证机械能守恒定律，应该计算出打第2、3、4点时物体减少_______的和增加的________，然后比较它们的数值在误差允许范围内是否相等.
【解析】自由落体在0.02 s内的位移
x==0.002 m=2 mm.故选纸带Ⅰ.
第2、3两点中间时刻的速度
v= m/s=0.3 m/s,
第4、5两点中间时刻的速度v′= m/s=0.7 m/s,
所以g== m/s2=10 m/s2.
或者x45-x23=2gT2，
所以g== m/s2=10 m/s2.
v3== m/s=0.4 m/s.
【答案】Ⅰ 10 m/s2 0.4 重力势能 动能
5.（14分）在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=1.00 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点.已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，当地的重力加速度为g=9.80 m/s2，那么：
（1）根据图上所得的数据，应取图中O点到__________点来验证机械能守恒定律.
（2）从O点到（1）问中所取的点，重物重力势能的减少量ΔEp=__________J,动能增加量ΔEk=_____________J(结果取3位有效数字）.
（3）若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图象是下图中的_________.
【解析】（1）要想验证机械能守恒，首先要求出重物下落到某一位置时的速度，B点的速度可由vB=直接求出，故选从O点到B点来验证机械能守恒.
（2）由题意可得，ΔEp=mgxOB=1.00×9.80×0.192 J=1.88 J.
vB= m/s=1.93 m/s,
ΔEk==×1.00×(1.93)2J=1.86 J.
(3)由机械能守恒定律mgh=,可得=gh,故选项A正确.
【答案】（1）B （2）1.88 1.86 (3)A
6.（14分）利用下图所示的装置验证机械能守恒定律.图中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为30°，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，当光电门中有物体通过时与它们连接的光电计时器（都没有画出）能够显示挡光时间.让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10-2 s、2.00×10-2s.已知滑块质量为2.00 kg，滑块沿斜面方向的长度为5.00 cm，光电门1和2之间的距离为0.54 m,g=9.80 m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度.
（1）滑块通过光电门1时的速度v1=______m/s，通过光电门2时的速度v2=_______m/s;
(2)滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为________J，重力势能的减少量为_______J.
【解析】（1）光电门记录的瞬时速度取经过光电门时的平均速度.
v1= m/s=1 m/s,
v2= m/s=2.5 m/s
（2）ΔEk=m()=×2×(2.52-12) J=5.25 J.
ΔEp=mgx12sin30°=2×9.8×0. 54×0.5 J=5.292 J.
【答案】（1）12.5 (2)5.25 5.292