广州市第六十五中学2019-2020学年高中物理粤教版必修2：4.5验证机械能守恒定律 课时作业（含解析）

4.5验证机械能守恒定律 课时作业（含解析) 1．用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。 (1)为了减少_____带来的误差，打点计时器的两个限位孔中心连线应在一条竖直线上。 (2)实验操作时，先_____，再_____（选填“释放纸带”或“接通打点计时器电源”）。 (3)如上图是某次实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G是连续的七个点。为验证重锤对应B点和F点时的机械能是否相等，并使数据处理简便，应测量_____两点间的距离、_____两点间的距离和B、F两点间的距离。 (4)若重锤质量为0.200 kg，B、F间的距离为12.00 cm，g取9.8 m/s2。对应B到F的下落过程中，重锤重力势能的减少量ΔEp＝_____J（计算结果保留三位有效数字）。 2．如图甲为用电火花打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。 (1)若已知打点计时器的电源频率为50Hz，当地的重力加速度g=9.80m/s2，重物质量为0.2kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示，打P点时，重物的速度为零，A、B、C为另外3个连续点，根据图中的数据，可知重物由P点运动到B点，重力势能减少量ΔEp=_____J。（结果保留三位有效数字） (2)若PB的距离用h表示，打B点时重物的速度为vB，当两者间的关系式满足_____时，说明下落过程中重物的机械能守恒（已知重力加速度为g）。 (3)实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能，其主要原因是_____。 A．重物的质量过大 B．重物的体积过小 C．电源的电压偏低 D．重物及纸带在下落时受到阻力 3．在“验证机械能守恒定律”的实验中采用重物自由下落的方法。 (1)某同学列举实验中用到的实验器材为：铁架台、打点计时器及复写纸片、纸带、秒表、低压交流电源、导线、重锤、天平，其中不必要的是_____。 (2)如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是下图中的_____，其斜率等于_____的数值。 (3)在一次实验中，质量m的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示，长度单位cm，那么从起点O到打下记数点B的过程中重力势能减少量是=_____J，此过程中物体动能的增加量=_____J（g取，结果数据均保留至小数点后两位）；通过计算，数值上_____（填“”“”或“”）这是因为_____。 4．利用图1实验装置探究重物下落过程中动能与重力势能的转化问题。 (1)实验操作步骤如下，请将步骤B补充完整： A．按实验要求安装好实验装置； B．使重物靠近打点计时器，接着先___，后__，打点计时器在纸带上打下一系列的点； C．图为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一个点。分别测出若干连续点A、B、C…与O点之间的距离h1、h2、h3…。 (2)已知打点计时器的打点周期为T，重物质量为m，重力加速度为g，结合实验中所测得的h1、h2、h3，可得重物下落到B点时的速度大小为_____，纸带从O点下落到B点的过程中，重物增加的动能为_____，减少的重力势能为_____。 (3)取打下O点时重物的重力势能为零，计算出该重物下落不同高度h时所对应的动能Ek和重力势能Ep，建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示Ek和Ep，根据数据在图中已绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ。已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1=2.94J/m，请计算图线Ⅱ的斜率k2=_____J/m（保留三位有效数字）。重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为_____（用k1和k2表示）。 5．用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。把劲度系数为k的轻质弹簧左端固定在水平光滑桌面上，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球在A点，向左推小球压缩弹簧一段距离后小球至C点，由静止释放。用频闪照相机得到小球从C点到B点的照片如图乙所示。已知弹簧的弹性势能，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的弹性伸长量或压缩量，频闪照相机频闪时间间隔为T。 （1）若测得C、A间距离为x0，则弹簧被压缩至C点时具有的弹性势能EP=__ ... ...