1、1课时作业(二十二) 实验、探究：验证机械能守恒定律班级：_ 姓名：_1.在“验证机械能守恒定律”的实验中有如下可供选择的器材：铁架台、电磁打点计时器、复写纸、纸带(带夹子)、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关其中不必要的器材是_，缺少的器材是_2利用如图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度 v 和下落高度 h.某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案： 第 2 题图A用刻度尺测出物体下落的高度 h，并测出下落时间 t，通过 v gt 计算出瞬时速度vB用刻度尺测出物体下落的高度 h，并通过 v 计算出瞬时速度 v2ghC根据做匀
2、变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度 v，并通过 h 计算出高度 hv22gD用刻度尺测出物体下落的高度 h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度 v以上方案中只有一种正确，正确的是_(填入相应的字母)3与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示， a、 b 分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从 a、 b 间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间现利用图所示装置验证机械能守恒定律图乙中AB 是固定的光滑斜面，斜面的倾角为 30，1 和 2
3、 是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出让滑块从斜面的顶端滑下，光电门 1、2 各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为 5.00102 s、2.0010 2 s已知滑块质量为 2.00 kg，滑块沿斜面方向的宽度为 5.00 cm，光电门 1 和 2 之间的距离为 0.540 m， g9.80 m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度2甲 乙第 3 题图(1)滑块通过光电门 1 时的速度 v1_m/s，通过光电门 2 时的速度v2_m/s：(2)滑块通过光电门 1、2 之间的动能增加量为_J，重力势能的减少量为_J.4在“探究恒力做功与机械能改变的关系”实
4、验中(装置如图甲): (1) 下列说法哪一项是正确的_(填选项前字母)A平衡摩擦力时必须将砝码通过细线挂在小车上B为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量C实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放(2) 图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取 O、 A、 B、 C 计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为 50Hz.则打 B 点时小车的瞬时速度大小为_m/s(保留三位有效数字)甲乙第 4 题图5某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律实验所用的电源为学生电源，可以提供输出电压为 6 V 的交流电和直流电，交流电的频率为 50 Hz.重锤从高处由静止开始下落，重锤拖着的纸带上打出一系列
5、的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律甲 乙(1)他进行了下面几个操作步骤 A按照图示的装置安装器件3B将打点计时器接到电源的“直流输出”上C用天平测出重锤的质量D先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；E测量纸带上某些点间的距离；F根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于其增加的动能其中没有必要进行的步骤是_，操作不当的步骤是_(填选项字母)(2)这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图乙所示，其中 O 点为起始点， A、 B、 C、 D、 E、 F 为六个计数点根据纸带上的测量数据，可得出打B 点时重锤的速度为_m/s.(保留 3 位有效数
6、字)(3)他根据纸带上的数据算出各点的速度 v，量出下落距离 h，并以 为纵轴、以 h 为v22横轴，作画出的 h 图象，应是图丙中的_v22丙 丁第 5 题图(4)他进一步分析，发现本实验存在较大误差，为此对实验设计进行了改进，用如图丁所示的实验装置来验证机械能守恒定律：通过电磁铁控制的小铁球从 A 点自由下落，下落过程中经过光电门 B 时，通过与之相连的毫秒计时器(图中未画出)记录挡光时间 t，用毫米刻度尺测出 A、 B 之间的距离 h，用游标卡尺测得小铁球的直径 d.重力加速度为 g.实验前应调整光电门位置使小铁球下落过程中球心通过光电门中的激光束则小铁球通过光电门时的瞬时速度 v_如果
7、 d、 t、 h、 g 满足关系式_，就可验证机械能守恒定律(5)比较两个方案，改进后的方案相比原方案的最主要的优点是：_6在用落体法验证机械能守恒定律的实验时，现有的器材为： 带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平回答下列问题：(1) 为完成此实验，除以上的器材，还需要的器材有_A毫米刻度尺B秒表C012V 的直流电源D012V 的交流电源(2) 在实验中打点计时器所接交流电频率为 50Hz，当地重力加速度 g9.8m/s 2，实验选用的重物质量 m1kg，纸带上打点计时器打下的连续计时点 A、 B、 C 到打下第一点 O 的距离如图所示，则从打下 O 点至 B 点的过程中
8、，重物重力势能的减少量 Ep_J，动能的增加量 Ek_J(计算结果均保留 3 位有效数字)4第 6 题图(3) 通过计算发现， Ep_ Ek(选填“小于” “大于”或“等于”)，这是因为_7某实验小组采用如图甲所示的装置来探究“功与速度变化的关系” ，实验中，小车经过光电门时，钩码尚未到达地面(1)实验步骤如下：第一步：用螺旋测微器测得挡光片的宽度 d 如图乙所示，则 d_mm.第 7 题图第二步：把挡光片固定在小车上，把小车放到轨道上，用细线一端与小车连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘，第三步：保持轨道水平，在砝码盘里放适量砝码，让小车由静止开始做匀加速运动，释放后，记录光电门的挡光时间 t，
9、测出光电门距离挡光片前端的距离 x，第四步：小车仍由同一点静止释放，仅移动光电门，改变 x，多次实验并记录数据，第五步：关闭电源，通过分析小车位移与速度变化的关系来研究合外力做功与速度变化的关系(2)实验中，该小组同学通过研究小车位移 x 与挡光时间 t 的关系从而得到合外力做功与速度变化的关系，为了使图象呈现线性关系，该组同学应作_图象(填序号)A x tB x C x t2 D x1t 1t28如图为某研究性学习小组设计的“验证机械能守恒定律”的实验装置小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定将轻绳拉至水平后由静止释放，在最低点附近放置一组光电门，如图测出小圆柱运动到最低点时通过光电门的时间 t，再用游标卡尺测出小圆柱的直径 d，重力加速度为 g.第 8 题图(1) 某同学测出了悬点到圆柱重心的距离为 l，若等式 gl_成立，则可验证小圆柱下摆过程机械能守恒；(2) 若小圆柱下摆过程中在误差允许范围内机械能守恒，用天平测出小圆柱的质量为m，则小圆柱下摆到最低点时绳子上拉力的理论值为_；5(3) 若在悬点 O 处安装一个拉力传感器，且在最低点时拉力传感器测出绳子上拉力比理论值偏大些，请分析可能的原因(写出 1 条即可)_.
