1、 1 第五节 验证机械能守恒 定律 一、单 项选 择题 1 在做 验证机 械能守 恒定 律实验时 ，发 现重锤 减小 的重力势 能总 是大于 重锤 增加的 动 能，造 成这 种现 象的 原因 是( ) A 选 用重 锤的 质量 过大 B 选 用重 锤的 质量 过小 C 空 气对 重锤 的阻 力和 打 点计时 器对 纸带 的阻 力 D 实 验时 操作 不仔 细， 实 验数据 测量 不准 确 【答案 】C 【解析 】 由 于重 锤减 少的 势能总 是大 于重 锤增 加的 动能， 说明 重锤 在运 动过 程中克 服阻 力做功 ，机 械能 减少 2 用自 由落体 运动验 证机 械能守恒 定律 的实验
2、中， 某同学根 据纸 带算出 相关 各点的 速 度v， 测量 出下 落距 离 h ， 则以 v 2 2 为纵轴 ， 以h 为 横轴 画出的 图象 应是 图中 的( ) 【答案 】C 【解析 】 由mgh 1 2 mv 2 得 v 2 2 gh ， v 2 2 与h 成 正比 关系 ，故C 正确 3 在利 用自由 落体验 证机 械能守恒 的实 验中， 对于 自由下落 的重 物，下 述选 择的条 件 中哪条 更为 有利( ) A 只 要足 够重 就可 以 B 只 要体 积足 够小 就可 以 C 既 要足 够重 ，又 要体 积 足够大 D 应 该质 量和 密度 都大 些 ，还应 便于 夹紧 纸带 ，
3、使 纸带随 同重 物运 动时 不致 扭曲 【答案 】D 【解析 】 选 重物 时， 应尽 量选取 质量 大、 体积 小的 物体， 增大 质量 可使 阻力 的影响 相对 减小， 减小 体积 可以 减小 空气的 阻力 ， 故D 对，A 、B、C 错 二、双 项选 择题 4 在 验证 机械 能守 恒定 律 的实验 中， 需要 测量 的是 重锤的( ) A 质 量 B 下 落高 度 C 下 落时 间 D 瞬 时速 度 【答案 】BD 【解析 】 在本 实验 中 ， 由 于在动 能的 增加 和势 能的 减少中 ， 都有 重锤 的质 量m， 两边 正 好能够 约去 ， 所以 没有 必 要测量 重锤 的质
4、量 ，A 错 误 重锤 下落 的时 间 ， 可 以从纸 带上 直接 根据打 的点 来确 定，C 错 误 重锤 下落 的高 度和 下落 的速度 是必 须测 量出 来的 ， 高度 可以 直 接测量 ，而 速度 是先 测量 再进行 计算 ，B 、D 正确 5 如图45 10 所 示是 用自由 落体 法验 证机 械能 守恒定 律时 得到 的一 条纸 带， 我 们选 中N 点 来验 证机 械能 守恒 定律 下面 举出 一些 计 算N 点速 度的 方法 ，其 中正 确的是( ) 图 4510 A N 点是 第n 个点 ，则 vn gnT B N 点是 第n 个点 ，则 vn g(n 1)T 2 C vn
5、sn sn1 2TD vn dn1 dn 1 2T【答案 】CD 【解析 】 用vgt 是 理想 情况下 用逻 辑推 理的 结论 ， 而 不是 用验 证方法 求得 的结果 故 A、B 错，C 、D 正确 6在 “ 验证 机械 能守 恒定 律 ”的 实验 中， 有关 重锤 的 质量， 下列 说法 中正 确的 是( ) A 应 选用 质量 较大 的重 锤 ，使重 锤和 纸带 所受 的重 力远大 于它 们所 受的 阻力 B 应 选用 质量 较小 的重 锤 ，使重 锤的 惯性 小一 些， 下落时 更接 近于 自由 落体 运动 C 不 需要 称量 重锤 的质 量 D 必 须称 量重 锤的 质量 ， 而且
6、要 估读 到0.01 g 【答案 】AC 【解析 】 在 “验 证机 械能 守恒定 律 ” 实验 中， 我们 只需比 较 gh 与 1 2 v 2 的值 即可 验证机 械 能守恒 定律 是否 成立 ， 与 重锤质 量无 关， 因此C 正 确 若 将重 锤的 质量 选得 大些， 则在 重锤 下落过 程中 ，空 气阻 力可 忽略不 计， 有利 于减 小相 对误差 所 以 A 正确 7 关 于 “ 验证 机械 能守 恒 定律 ” 的实 验， 下列 说法 中正确 的是( ) A 在实 验中必 须要用 天平 测出重物 的质 量、瞬 时速 度和下落 的高 度，才 能验 证机械 能 守恒定 律 B 在实 验
7、中因 为不需 要求 出动能和 重力 势能的 具体 数值，故 不需 要用天 平测 出重物 的 质量 C 选取 纸带时 ，应尽 量挑 选第一、 二两 点间距 离接 近 2 mm 的纸 带，如 果没 有这样 的 纸带， 实验 达不 到目 的 D 如 果没 有第 一、 二两 点 间距离 接 近2 mm 的 纸带 ， 本实验 仍然 可达 到目 的 【答案 】BD 【解析 】 因为 “验 证机 械 能守恒 定 律 ” 只 要证 明 1 2 mv 2 mgh，即 1 2 v 2 gh 即可 ， 不 必要用 天平测 出物 体的 质量 ， 故A 错B 对 物 体在 自由 下 落时不 一定 从刚 打完 一个 点开
8、始 下落 ， 即 O 点是 开始 下落 的点 ， 第一个 离 O 点 的时 间间 隔 可以小 于 0.02 秒 ，故 第一 、二点 间的 距 离不一 定接 近2 mm ，可 能 小于 2 mm ，故C 错，D 对. 三、非 选择 题 8 某 同学 为验 证机 械能 守 恒定律 编排 了如 下实 验步 骤： A 用 天平 称出 重锤 的质 量 B 把 纸带 固定 到重 锤上 ， 并把纸 带穿 过打 点计 时器 ，提升 到一 定高 度 C 拆 掉导 线， 整理 仪器 D 电 源， 调整 纸带 ，重 做 两次 E 用 秒表 测出 重锤 下落 的 时间 F 用 毫米 刻度 尺测 出计 数 点与起 点的
9、 距离 ，记 录数 据，并 计算 出结 果， 得出 结论 G 把 打点 计时 器接 到低 压 交流电 源上 H 接 通电 源， 释放 纸带 I 把 打点 计时 器接 到低 压 直流电 源上 J 把 打点 计时 器固 定到 桌 边的铁 架台 上 上述实 验步 骤中 错误 的是_ ， 可 有可 无的 是_ ， 其 余正 确且 必要 的步骤 按 实验操 作顺 序排 列的 是_ ( 均只 需填 步骤 的代号) 【答案 】E 、I A JGBHDCF 【解析 】 对于 物理实 验 ， 掌握实 验原 理和 操作 方法 是最基 本的 要求 只 有掌 握了实 验原 理，才 能判 断出 实验 步骤 中哪些 是错
10、 误的 ，哪 些是 必要的 ；只 有亲 自动 手进 行认真 的操 作 ， 才能正 确地 对实 验步 骤按 序排列 上述实 验步 骤中 错误 的 是E 和I， 因为 实验 中不 需要 测定时 间， 打点 计时 器应 使用低 压 3 交 流 电 源 可 有 可 无 的 实 验 步 骤 是 A. 其 余 正 确 且 必 要 的 步 骤 按 实 验 操 作 顺 序 排 列 是 ： JGBHDCF. 9 在 一次 实验 中， 质量 m 1 kg 的 重物 自由 下落 ， 在纸带 上打 出一 系列 的点 ，如 图 4 511 所示( 相邻 计数 点 间的时 间间 隔 为 0.02 s) ，长度 单位 是
11、cm ， 那么 ， 图 4511 (1)纸 带的_ 端与 重 物相连 (2)打 点计 时器 打下 计数 点 B 时 ，物 体的 速 度 vB _ m/s. (3)从起点 O 到打 下计 数 点 B 的 过程 中重 力势 能减 少量 Ep _ J ， 此过程 中物 体动能 的增 加 量 Ek _ J (g 取9.8 m/s 2 ) (4) 通 过 计 算 ， 数 值 上 Ep _ _ _Ek( 填 “” “ ” 或 “ 实 验中有 摩擦 力做 功 (5) 在 误差允 许范围 内机 械能 守恒 【解析 】(2)vB sOC sOA 2T 2 20.0 2m/s 0.98 m/s. (3)Ep mg
12、hOB 19 .8 510 2J0.49 J. Ek 1 2 mv 2 B 1 2 1 0.9 8 2J 0.48 J. 图 4512 10 利 用图 45 12 所示 装置进 行验 证机 械能 守恒 定律的 实验 时， 需要 测量 物体由 静 止开始 自由 下落 到某 点时 的瞬时 速 度 v 和下 落高 度 h.某班 同学 利用 实验 得到 的纸带 ，设 计 了以下 四种 测量 方案 ： a 用 刻度 尺测 出物 体下 落 的高 度 h， 并测 出下 落时 间 t， 通过 vgt 计 算出 瞬时速 度 v. b 用 刻度 尺测 出物 体下 落 的高 度 h， 并通 过 v 2gh 计算 出
13、瞬时 速 度v. c 根据 做匀变 速直线 运动 时纸带上 某点 的瞬时 速度 ，等于这 点前 后相邻 两点 间的平 均 速度， 测算 出瞬 时速 度 v ，并通 过h v 2 2g 计算出 高度h. d 用刻 度尺 测出 物体 下落 的高 度 h， 根 据做 匀变 速直 线运动 时纸 带上 某点 的瞬 时速度 ， 等于这 点前 后相 邻两 点间 的平均 速度 ，测 算出 瞬时 速度 v. 以上方 案中 只有 一种 正确 ，正确 的是_ (填 入 相应的 字母) 【答案 】d 【解析 】 本 题目 的是 验证 机械能 守恒 ， 必 须是 通过 测量数 据对 动能 和势 能( 1 2 mv 2 与 mgh) 关系进 行验 证， 即要 测 量 v 和 h. 而 a、b、c 三 项中 用的计 算速 度 v 的 公式 是 根据自 由落 体 运动规 律得 来的 ，而 自由 落体本 身就 是遵 守机 械能 守恒的 ，达 不到 验证 的目 的
