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
械能守恒，则有 ，m约去，化简得： ，故 图象的斜率表示重
力加速度g，此时即可验证重锤下落过程机械能守恒. 7． 不需要
【解析】（1）实验时要调整气垫导轨水平．不挂钩码和细线，接通气源，如果滑块能在气垫导轨上静止或做匀速运动或滑块经两个光电门的时间相等，则表示气垫导轨调整至水平状态．（2）滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．则滑块通过光电门时速度大小为
，（3）钩码的重力势能减少了mgL，系统动能增加了
，则系统机械能守恒成立的表达式是： .
【点睛】明确实验原理以及气垫导轨装置的特点可正确解答；依据滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度，再表示出钩码的重力势能减少量和系统动能增加量的大小来验证机械能守恒定律． 8．
; ；
【解析】．
（1）利用匀变速直线运动的推论：瞬时速度等于这段时间的平均速度， ，重力势
能减小量等于△Ep=mgh2
（2）根据重物下落的机械能守恒，则有重力势能减小量等于动能的增加量，即 ． 若以h为横轴，以v2为纵轴，因此该直线的斜率为k=2g； 所以本地重力加速度 ．
9． FG; 毫米刻尺度；
;
； 1； 5；
【解析】（1）实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要天平，打点计时器可以直接记录时间，不需要秒表．实验中需要刻度尺测量点迹间的距离，从而得出下降的高度以及求解瞬时速度． （2）根据△x=aT2运用逐差法得： 计数点5的瞬时速度为：
．
．
要验证机械能守恒定律，为减小实验误差，应选择打下第1点和第5点之间的过程为研究对象．
故答案为：（1）FG，毫米刻度尺；（2） 10． C D 大于
，
，1，5
【解析】（1）实验中验证重物动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两端都有质量，可以约去，所以不需要天平，故选C；
（2）A、打点计时器使用交流电源，把打点计时器固定到铁架台上，并用导线把它和交流电源连接起来，故A正确；
B、把纸带的一端固定到重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重锤提升到一定高度，故B正确；
C、实验时应先接通电源，再释放纸带，故C正确；
D、该实验不需要测量重锤下落的时间，求解瞬时速度时，时间可以通过打点计时器打出纸带上点迹间的时间间隔得知，故D错误； 错误的故选D。
（3）由于阻力的存在，重力势能的减小量一部分要转化为内能，可知减小的重力势能大于增加的动能。
◆ 能力题
11． 9.56×10-2 9.40 ×10-2 在实验误差允许的范围内，重锤的机械能守恒 见解析 当地的重力加速度
【解析】（1）重锤从开始下落到
B点时，减小的重力势能
?Ep?mgh?0.05?9.8?0.195J?9.56?10?2J；
xAC0.2805?0.125?m/s?1.94m/s， 2T0.081122?2从重锤下落到打B点时增加的动能?Ek?mvB??0.05?1.94J?9.40?10J 22B点的瞬时速度vB?在误差允许范围内，系统机械能守恒； （2）重力势能减少量是mgh，增加的动能是由mgh?12mv，v可由纸带上求出． 21211mv，可知v2?gh，所以v2?h的图像为一条过原点的倾斜的直线，其斜222率为当地的重力加速度g，如图所示：
点睛：在学习实验时，应先明确实验原理，根据实验的原理再去掌握实验的器材、数据处理及误差分析等。
12． ACE BC B中应让重锤尽量靠近打点计时器 C中应先接通电源,再松开纸带 【解析】（1）“验证机械能守恒定律”的实验中:
A、电火花打点计时器（含纸带）必须的，其电压为220V交流电源，故A必须用到的，但是选项B不需要的；
C、需要测量点迹之间的距离，故必须刻度尺，故C是必须的； D．天平；因为我们是比较mgh、E、重锤必须用的的；
F．本实验用落体法来验证机械能守恒定律，故小车不用的。 故选ACE必须用的。
（2）B.将连着重锤的纸带穿过限位孔,手持纸带上端用手提住，让重锤尽量靠近打点计时器，这样才能最大限度的利用纸带的；
C. 应该先接通电源，后松开纸带，这样能使打下的第一个点迹速度为零，减少误差。 点睛：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项。
13． mg?x1?x2?
12mv的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平； 212m?x2?x3?f2 系统 32【解析】（1）在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量的表达式△Ep=mg(x1+x2)； B点的速度vB?x2?x3?x2?x3?f?， 4T4则重物的动能增加量的表达式Ek?1212mvB?m?x2?x3?f2 232（2）该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于由于实验原理不完善造成的误差，是系统误
差。
14． 0.50J 0.48J > 运动过程中有阻力做功
【解析】（1）重力势能的减小量△Ep=mghOB=1×9.8×0.0501J=0.50 J；B点的速度等于AC段的
x?xOA?7.06?3.14??10平均速度： vB?OC?m/s?0.98m/s，动能的增加量：
2T2?0.02?2?EK?12mvB?0.48J。 2（2）所以△Ep＞△Ek，由此可知重力势能的减小量大于动能的增加量，其原因是物体下落过程中存在阻力。
1?d?1?d?mgHs15． m???m?? 能
2?t2?2?t1?L【解析】由题意得通过两个光电门的速度分别为v1?22dd， v2?，动能变化量为t2t1?Ek?mgHs1d21d2,若实m(）-m(），通过两个光电门过程中重力势能的变化量?E?2t22t1L验中滑块以初速度v0下滑，依然能验证滑块在下滑过程中机械能守恒。
16． D 2.18 2.12 由于存在阻力作用，所以减小的重力势能大于动能的增加量 系统误差
【解析】（1）释放重物时，手提着纸带的上端，纸带要处于竖直状态，重物靠近打点计时器，故选：D。
（2）从计时器打下点O到打下点D的过程中，重力势能减小量△Ep=mgh=0.5×10×0.4365J=2.18J，利用匀变速直线运动的推论可得：
vD?EKDx0.4966?0.3802?m/s?2.91m/s，重物增加的动能为： t0.041212?mvD??0.5??2.19?J?2.12J，由于存在阻力作用，所以减小的重力势能大22于动能的增加量。
（3）从实验数据处理结果发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，这是实验存在误差的必然结果，该误差属于系统误差. 17．AC
【解析】A、B、重力势能的减小量和动能的增加量是否相同，故该实验需要比较重物下落