20xx粵教版高中物理必修2第四章第五節(jié)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律-在線瀏覽
2025-02-11 13:30本頁面
【正文】 力（或彈力）做功的前提條件，重力勢(shì)能（或彈性勢(shì)能）的變化同動(dòng)能的變化在誤差允許范圍內(nèi)相等，自由落體運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單的機(jī)械能守恒問題。 除自由落體外，任何滿足只有重力做功的情況機(jī)械能都是守恒的，因自由落體法阻力較大，且下落時(shí)間較短，不便觀察。我們只需要測(cè)出氣墊導(dǎo)軌上 的高度差就可測(cè)出重力勢(shì)能的減小量，圖 451 再利用光電門測(cè)出滑塊 的時(shí)間，利用平均速度與中間時(shí)刻瞬時(shí)速度的關(guān)系計(jì)算 和 的改變量。 同理，平拋運(yùn)動(dòng)等只要滿足只有重力做功也可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。同時(shí)實(shí)驗(yàn)中使用的是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，不需要測(cè)量秒表時(shí)間，采用的低壓交流電電源，應(yīng)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶，要求選用的紙帶打出的第一、二點(diǎn)間距接近 2mm，故 C 選 項(xiàng)正確。故只需測(cè)出小球的最大重力勢(shì)能即可；也即轉(zhuǎn)化為測(cè)出小球的質(zhì)量和高度差。 【注意事項(xiàng)】 ，兩紙帶限位孔必須在同一豎直線上，以減少摩擦阻力 . ，必須先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作正常后才松手讓紙帶重錘下落 . . ，從而使重力遠(yuǎn)大于下落過程中所受的阻力，實(shí)現(xiàn)減小實(shí)驗(yàn)誤差的目的 . 、二點(diǎn)間距離接近 2mm 的紙帶 . ，都必須從起始點(diǎn)算起。 圖 5 28S 6S 5S 4S 3S 2S 1 C D E F GBA圖 458 答案： AD 隨堂練習(xí) 一、單項(xiàng)選擇題 1. 1．利用重錘下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是 ( B ) A．應(yīng)該用天平稱出物體的質(zhì)量 B．操作時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，再釋放紙帶 C．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接 220 V 的直流電源 D．應(yīng)用停表測(cè)量物體下落的時(shí)間 解析：在重力勢(shì)能的變化量及動(dòng)能的變化量中均含有 m，因而可消去；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是測(cè)量時(shí)間的儀器，因此，不需要再用停表測(cè)量時(shí)間，故選項(xiàng) A、 C、D 錯(cuò)；在操作時(shí)，應(yīng)先接通電源，讓打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶， 選項(xiàng) B 對(duì)． 答案： B 2．運(yùn)用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)重錘的要求，下列說法不正確的是 ( D ) A．質(zhì)量較大的 B．密度較大的 C．體積較小的 D．質(zhì)量、體積、密度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論沒有影響 解析：用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡可能讓重錘做自由落體運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量大的、體積小的和密度大的物體下落時(shí)的阻力相對(duì)來說都比較小，實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的相對(duì)誤差就會(huì)減?。? 答案： D 3．在利用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)用儀器直接測(cè)量的物理量有 ( B ) A．重錘質(zhì)量 B．重錘下落 的高度 C．重錘下落的瞬時(shí)速度 D．重錘下落的時(shí)間 解析：重錘質(zhì)量不需測(cè)量，瞬時(shí)速度和下落時(shí)間是由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出來的，故選項(xiàng) B對(duì)． 答案： B 4．實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)重錘減小的勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能，造成這種現(xiàn)象的主要原因是 ( C ) A．選用的重錘質(zhì)量過大 B．選用的重錘質(zhì)量過小 C．空氣對(duì)重錘的阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的阻力影響過大 D．實(shí)驗(yàn)操作不細(xì)致，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量不準(zhǔn)確 解析：該實(shí)驗(yàn)中重錘做自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是不可能的，因?yàn)橹劐N總會(huì)受到空氣阻力和紙帶與限位孔間的摩擦力作用，故選項(xiàng) C 正確． 答案： C 二．雙 項(xiàng)選擇題 5. 利用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)誤差的來源有 ( AD ) A．電源頻率的不穩(wěn)定，打點(diǎn)時(shí)間不均勻，產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差 B．重物質(zhì)量的測(cè)量不準(zhǔn)確，造成實(shí)驗(yàn)誤差 C．某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中，先釋放紙帶，再接通電源，造成了實(shí)驗(yàn)誤差 D．電源電壓不穩(wěn)定，造成打點(diǎn)漏點(diǎn)，產(chǎn)生誤差 解析：因電源頻率不穩(wěn)定，打點(diǎn)周期不均勻，而在計(jì)算瞬時(shí)速度時(shí)，我們誤認(rèn)為打點(diǎn)周期是均勻的，造成了誤差；該實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量對(duì)數(shù)據(jù)分析不影響，選項(xiàng) B 錯(cuò)；選項(xiàng) C 是操作上的錯(cuò)誤，而不是誤差；當(dāng)出現(xiàn)打點(diǎn)漏點(diǎn)時(shí)，將產(chǎn)生較大的誤差． 答案： AD 6． 在運(yùn)用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)為了減少實(shí)驗(yàn)的偶然誤差，他 進(jìn)行了多次測(cè)量，列表作圖，下列說法正確的是 ( BD ) A．應(yīng)作 v－ h 圖 B．應(yīng)作 v22 － h 圖 C．作圖象時(shí)，先描點(diǎn)，后按順序把相鄰的點(diǎn)用直線連接起來 D．作圖象時(shí)，是把盡可能多的點(diǎn)用一條直線連接起來，并使不在直線的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè) 解析：由 mgh＝ 12mv2，得 v22 ∝ h，故若v22 － h 作出的是直線，能確定它們之間的關(guān)系，若是曲線則無法判斷它 們之間的關(guān)系，選項(xiàng) A 錯(cuò)， B 對(duì)；利用作圖法是求平均的方法，因而選項(xiàng) C 錯(cuò)， D 對(duì)． 答案： BD 課后鞏固提升 一、單項(xiàng)選擇題 1. 1．用重錘下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是 ( D ) A．應(yīng)該用天平稱出物體的質(zhì)量 B．操作時(shí)應(yīng)該先放紙帶再通電 C．選用重錘時(shí)，質(zhì)量小的較好 D．選用重錘時(shí)，重的比輕的好 解析：該實(shí)驗(yàn)不需測(cè)量質(zhì)量，
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