【】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

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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．