验证机械能守恒定律专题复习经典练习

1验证机械能守恒定律专题复习经典练习（2）一、选择题(本题共2小题)1．在验证机械能守恒定律的实验中关于重锤的质量，下列说法中正确的是()A．应选用密度和质量较大的重锤，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，而且要估读到0.01g1．【解析】选A、C.本实验依据的原理是由重锤自由下落来验证机械能守恒定律，因此重锤的密度和质量应取得大一些，以使系统所受的阻力和重锤的重力相比可以忽略不计，以保证重锤做自由落体运动．本实验不需要测出重锤的质量，实验只需要验证21ghv2＝就行了．2.如图所示，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，下面举出一些计算N点速度的方法，其中正确的是(相邻计数点时间间隔为T)()A.若N点是第n个点，则vn=gnTB.若N点是第n个点，则vn=g(n-1)TC.nn1nxxv2TD.n1n1nddv2T2.【解析】选C.本题考查在验证机械能守恒定律的实验中速度的计算问题.计算速度时应根据中间时刻的瞬时速度等于那一段时间的平均速度，在本题中，可以这样表示：nn1nxxv2T，正确选项为C.二、非选择题(本大题共4小题，要有必要的文字叙述)3．(2011·烟台高一检测)用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中：(1)运用公式2mvmgh2＝对实验条件的要求是__________________________；(2)若实验中所用重物的质量m＝1kg.打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重物速度vB＝_____，重物动能Ek＝_____，从开始下落起至B点时重物的重力势能减少量是_____，由此可得出的结论是_____；(g取9.8m/s2)(3)根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以2v2为纵轴、以h为横轴画出的图象应是()23．【解析】(1)重物自由下落时，对实验条件的要求是打第一个点时重物的初速度为零．(2)3ACB31.47.810xvm/s0.59m/s2T20.02＝＝＝此时重物的动能为22kB11Emv10.59J0.17J22＝＝重物的重力势能减小量为3pEmgh19.817.610J0.17J－＝＝故机械能守恒．(3)由机械能守恒定律可知，21mghmv2＝，即验证机械能守恒定律成立，只需验证21vgh2＝即可．如果纵坐标为2v2，横坐标为h，则图象应为过原点且斜率为g的直线，故C图正确．答案：(1)打第一个点时重物的初速度为零(2)0.59m/s0.17J0.17J机械能守恒(3)C4．在利用电磁打点计时器(电磁打点计时器所用电源频率为50Hz)“验证机械能守恒定律”的实验中：(1)某同学用如图所示装置进行实验，得到如图所示的纸带，把第一个点(初速度为零)记作O点，测出点O、A间的距离为68.97cm，点A、C间的距离为15.24cm，点C、E间的距离为16.76cm，已知当地重力加速度为9.8m/s2，重锤的质量为m＝1.0kg，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为_____J，重力势能的减少量为_____J.(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a＝_____m/s2.(3)在实验中发现，重锤减少的重力势能总大于重锤增加的动能，其原因主要是在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力的作用，用题目中给出的已知量求重锤下落过程中受到的平均阻力大小为_____N.4．【解析】本题主要考查“验证机械能守恒定律”这个实验的基本原理和应用，并且综合了牛顿第二定律．(1)C点速度2CAE32.0010vm/s4.00m/s4T40.02＝＝＝该过程动能的增加量22kC11Emv1.04.00J8.00J22＝＝＝该过程重力势能的减少量为pEmgOC＝＝1.0×9.8×(68.97＋15.24)×10－2J＝8.25J.(2)加速度2CEACa2T＝222216.7615.2410m/s9.50m/s(20.02)＝＝.(3)由牛顿第二定律得mg－Ff＝ma即Ff＝mg－ma＝0.30N.答案：(1)8.008.25(2)9.50(3)0.3035.(2011·南通高一检测)某同学做“验证机械能守恒定律”实验时，不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏，剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出，如图所示.已知接打点计时器的交流电源频率为50Hz，取重力加速度g=9.8m/s2，利用这段纸带能否验证机械能守恒定律?如能验证，说明验证方法.5.【解析】能验证机械能守恒定律：选重物从第2点运动到第5点的过程来研究，重力势能的减少量ΔEp=mgh25=m×9.8×(3.2+3.6+4.0)×10-2J=1.06mJ打第2点和第5点时重物的瞬时速度22252.83.210vm/s1.50m/s20.024.04.310vm/s2.075m/s20.02，，动能的增量2222k52111Emvmvm2.0751.50J1.03mJ.222在误差允许范围内，可认为ΔEp=ΔEk，机械能守恒.此题告诉我们验证机械能守恒定律的另一种方法，在纸带前面部分损坏或前面部分点迹不清晰时，只要后面部分点迹清晰，就可以采用此种方法.答案：能验证方法见解析6.在“验证机械能守恒定律”的实验中，重物质量m=1kg，纸带上打的点如图所示，打点计时器外接50Hz的低压交流电源.(1)纸带的哪一端与重物相连?(2)打点计时器打下B点时重物的速度是多少?(3)若取g=9.8m/s2，则从起点O到打B点的过程中机械能是否守恒?通过计算验证.6.【解析】(1)左端，因为重物与第一个点最近.(2)2B7.063.14ACv10m/s0.98m/s.2T20.02(3)重锤重力势能的减少量为：ΔEp=mgh=1×9.8×5.01×10-2J=0.49J重锤动能的增加量为：22kB11Emv10.98J0.48J22在实验误差允许的范围内，可认为ΔEp=ΔEk，机械能守恒.答案：(1)左端(2)0.98m/s(3)见解析