发布时间 : 星期五 文章高中物理人教版必修二7.9 分层练习 《实验：验证机械能守恒定律》更新完毕开始阅读
度，使该滑轮与小车间的细绳与木板平行；
③测出小车遮光板与光电门之间的距离L，接通电源，释放小车，记下小车遮光板经过光电门的时间t；
④根据实验数据计算出小车与钩码组成的系统动能的增加量和钩码重力势能的减少量。 (1)根据上述实验步骤，实验中还需测量的物理量有_________ A.小车上遮光板的宽度d B.小车的质量m1 C.钩码的质量m2 D.钩码下落的时间t′
(2)由实验步骤和(1)选项中测得的物理量，可得到系统动能增加量的表达式为_________，钩码重力势能减少量的表达式为________________；
改变L的大小，重复步骤③、④。若在误差范围内，系统动能的增加量均等于钩码重力势能的减少量，说明该系统机械能守恒。
23．利用上面右图装置“验证机械能守恒定律”实验。
（1）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是_______。
A．交流电源 B．刻度尺 C．天平（含砝码） （2）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是__________ 。
A．利用公式 计算重物速度 B．利用公式 计算重物速度 C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法 24．实验室备有下列器材：
A．长度为1 m、最小刻度为毫米的刻度尺； B．长度为1 m、最小刻度为分米的刻度尺； C．秒表； D．打点计时器； E．低压交流电源(50Hz)；
F．低压直流电源； G．天平．
(1)为了测量重锤下落的加速度的数值，上述器材中必须有的是________(填字母代号)，实验是通过研究重锤做________运动来测量重锤下落的加速度的．
(2)把重锤固定在纸带下端，让纸带穿过打点计时器，当重锤自由下落时，打点计时器在纸带上打出一系列的点．取连续清晰的7个点，用刻度尺测出第2、3、4、5、6、7各点与第1点的距离d如下表所示：
根据这些数据可求出重力加速度的测量值为________． 25．用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。
（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用的电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=9.8m/s2，测得所用的重物的质量m=1.0kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点。如图所示，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm，根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于____J，动能的增加量等于_____J。（取三位有效数字） （2）光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP是可绕O点转动的轻杆，且摆到某处就能停在该处；另有一小钢球（可看做质点）。现在利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能。 （a）还需要的器材是 _______。
（b）以上测量实际上是把对弹性势能的测量转化为对_____ 能的测量，进而转化对_____和 _____ 的直接测量。
详细解析
◆ 基础题
1． AC 3.88 AB
【解析】（1）重物应选择质量大、体积小、密度大的材料，从而减小下落时的相对阻力，选项A正确；电火花计时器采用的电源为220 V的交流电源，选项B错误；重物应靠近打点计时器，先接通电源再放开纸带，让重物带动纸带自由下落，选项C正确；故选AC. （2）打点计时器在打B点时重锤的速度为
（3）利用图甲的实验装置还能完成的实验有：根据纸带可求解某点的速度，得到物体的动量变化及动能变化，根据时间可求解重力的冲量和重力功；则此装置可以探究冲量与动量变化的关系以及做功与速度变化的关系；故选AB. 2． ①3.20； ②2.78； 2.94； 【解析】①B点的瞬时速度 ＝＝
＝
②则A到B过程中，动能的增加量△Ek＝ mvB2? mvA2= ×0.6×(3.202?0.982)＝2.78J， 重力势能的减小量△Ep=mgh=0.6×9.8×0.5J=2.94J．
3． 0.97m/s 0.96J 0.94J > 重锤和纸带都受到阻力的作用，因此机械能有损失 【解析】（1）
（2）物体重力势能的减小量△EP=mg?OB=2×9.8×4.88×10-2J=0.96J
物体动能的增加量△EK= =0.94J
（3）△EP 略大于△EK，由于重锤和纸带都受到阻力的作用，机械能有损失． 4． BD C 0.97 0.47 0.48 重物克服阻力做功
【解析】（1）A、实验中由打点计时器测量时间，不再需要秒表，A错误； B、在求动能时需要测量两点间的长度求出平均速度，故需要用的刻度尺，B正确； C、而在数据处理中物体的质量可以消去，故不需要测物体的质量，故不用天平，C错误； D、在用自由落体“验证机械能守恒定律”时，我们是利用自由下落的物体带动纸带运动，通过打点计时器在纸带上打出的点求得动能及变化的势能，故需要打点计时器，D正确； 故选BD。
（2）ABC、在“验证机械能守恒定律”的实验中，需要验证的方程是： ，直接
测量的有：用刻度尺测量重锤下落的高度，重锤的质量可以测量也可以不测量，重力加速度是当地的重力加速度，查表得到，故AB错误，C正确；
D、根据匀变速运动的推论，通过计算可求得与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度，故D错误； 故选C。
（3）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该段时间内的平均速度可以求出物体在B点时的速度
重力势能的减少量： 动能的增量：
重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到较大的阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能，所以动能的增加量略小于重力势能的减少量。
5． 2.4 0.58 0.59 在误差允许的范围内，两物体组成的系统在运动过程中机械能守恒 【解析】（1）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点5的瞬时速度：
（2）在0～5过程中系统动能的增量 系统重力势能的减小量为 ； （3）实验结论为在误差允许的范围内，两物体组成的系统在运动过程中机械能守恒。 6． B < g
【解析】在实验中，因为比较的是 与 的大小关系，故m可约去比较，不需要用天
平，故A错误；因为实验中存在空气阻力和纸带与复写纸的摩擦力，故实验中重锤下落的加速度一定小于当地的重力加速度，故B正确；因为打点计时器有计时功能，故不需要秒表来计时，故C错误；实验时通过刻度尺测出物体下落的高度，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出速度的大小，故D错误；故选B. （2）实验中由于各种阻力的影响，使重锤获得的动能小于它减小的重力势能，故填“< ”，（3）若重锤下落过程机