【】高中新課標(biāo)人教版物理必修二(學(xué)案課件+課時(shí)練習(xí))第七章機(jī)械能守恒定律第十節(jié)能量守恒定律與能源

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1、第7章 第9節(jié) 基礎(chǔ)夯實(shí) 1．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，下列物理量中要用工具測(cè)量和通過(guò)計(jì)算得到的有(　　) A．重錘的質(zhì)量 B．重力加速度 C．重錘下落的高度 D．與重錘下落高度對(duì)應(yīng)的重錘瞬時(shí)速度 答案：CD 解析：通過(guò)實(shí)驗(yàn)原理可知，重錘下落高度要用毫米刻度尺直接量出，下落這一高度時(shí)對(duì)應(yīng)的速度用平均速度求出，故需用工具測(cè)量的是C，通過(guò)計(jì)算得到的是D. 2．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中 (1)實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是________． (2)供選擇的重物有以下四個(gè)應(yīng)選擇(　　) A．質(zhì)量為100g的鉤碼 B．質(zhì)量為10g的砝碼 C．質(zhì)量為200g的木球 D

2、．質(zhì)量為10g的塑料球 (3)給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器提供的電源如下，應(yīng)選擇(　　) A．4節(jié)干電池 B．3節(jié)蓄電池 C．學(xué)生電源4V～6V，交流輸出 D．學(xué)生電源4V～6V，直流輸出 答案：(1)帶紙帶夾的重錘　(2)A　(3)C 3．在利用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中： (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電的頻率為50Hz，甲、乙兩條實(shí)驗(yàn)紙帶如圖所示，應(yīng)選________紙帶好． (2)若通過(guò)測(cè)量紙帶上某兩點(diǎn)間距離來(lái)計(jì)算某時(shí)刻的瞬時(shí)速度，進(jìn)而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．現(xiàn)已測(cè)得2、4兩點(diǎn)間距離為s1,0、3兩點(diǎn)間距離為s2，打點(diǎn)周期為T(mén)，為了驗(yàn)證0、3兩點(diǎn)間機(jī)械能守恒，則s1、s2和T應(yīng)

3、滿足的關(guān)系為_(kāi)_______． 答案：(1)甲　(2)T2＝ 解析：(1)由于甲圖中1、2兩點(diǎn)間的距離(1.9mm)接近于2mm，故選甲圖． 4．(哈師大附中08～09學(xué)年高一下學(xué)期期中)在當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.8m/s2的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，所用電源的頻率為50Hz.一同學(xué)選擇了一條理想紙帶，用刻度尺測(cè)量時(shí)各計(jì)時(shí)點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖所示．圖中O是自由落體的初始第一點(diǎn)，A、B、C、D是紙帶上連續(xù)的幾個(gè)點(diǎn)，圖中數(shù)值的單位為厘米．根據(jù)實(shí)驗(yàn)并結(jié)合紙帶回答下列問(wèn)題： 實(shí)驗(yàn)時(shí)要從幾條紙帶中挑選第一、二兩點(diǎn)間的距離接近________并且點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測(cè)量； 若

4、重錘質(zhì)量為mkg，則重錘從開(kāi)始下落到B點(diǎn)時(shí)，減少的重力勢(shì)能為_(kāi)_______J；(數(shù)字部分保留三位有效數(shù)字) 若重錘質(zhì)量為mkg，則重錘到B點(diǎn)時(shí)，重錘的動(dòng)能為_(kāi)_______J．(數(shù)字部分保留三位有效數(shù)字) 答案：2mm　6.88m　6.82m 5．(遼寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)08～09學(xué)年高一下學(xué)期期中)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：所用電源的頻率為50Hz.某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O的距離(單位：mm)如圖所示，圖中O點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C、D、E分別是每打兩個(gè)點(diǎn)取出的計(jì)數(shù)點(diǎn)． (1)從下列器材中選出實(shí)驗(yàn)所必須的，其編號(hào)為_(kāi)_______．

5、A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(包括紙帶)　B．重錘　C．天平 D．毫米刻度尺　E．秒表(或停表)　F．運(yùn)動(dòng)小車(chē) (2)若重錘的質(zhì)量為mkg，則重錘從開(kāi)始下落到打B點(diǎn)時(shí)，減少的重力勢(shì)能是________J，從重錘下落到打B點(diǎn)時(shí)增加的動(dòng)能是________J，得到的結(jié)論是____________________________．(取g＝9.8m/s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 答案：(1)ABD　(2)1.91m　1.88m　在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，重錘的機(jī)械能守恒 6．在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證自由下落物體機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)物體在打O點(diǎn)時(shí)釋放，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打A點(diǎn)時(shí)物體速度為v，如圖所示，一同學(xué)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中填

6、寫(xiě)如下： v＝2.36m/s.h＝28.76cm，＝2.785m2/s2，gh＝2.718m2/s2.由以上數(shù)據(jù)說(shuō)明在誤差范圍內(nèi)相等，故機(jī)械能守恒． 老師批閱：“數(shù)據(jù)非實(shí)驗(yàn)所得！” 老師作此批閱的理由是什么？ 答案：在本實(shí)驗(yàn)中，由于空氣阻力和摩擦力不可避免，所以重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，或者說(shuō)物體下落的實(shí)際加速度a＜g.所以實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)際結(jié)果應(yīng)是v2＜gh.而不是這位同學(xué)的v2＞gh. 能力提升 1．在研究重物自由下落過(guò)程中機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中，得到如圖所示的一條紙帶，該紙帶上最初打出的幾個(gè)點(diǎn)不清楚，紙帶上留下的是后面的一些點(diǎn)．算出打下B、C兩點(diǎn)時(shí)，重物速度分別是vB、v

7、C，量得B、C兩點(diǎn)間的距離為h，那么驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式可寫(xiě)為(　　) A．gh＝v－v　　　　 B．gh＝v－v C．vC＝vB＋aT D．v＋v＝2gh 答案：B 解析：從B→C的過(guò)程ΔEP減＝mgh， ΔEk增＝mv－mv， 所以需驗(yàn)證的表達(dá)式為mgh＝mv－mv. 即gh＝v－v. 2．(福建廈門(mén)六中08～09學(xué)年高一下學(xué)期期中)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為m＝1.00kg的重錘拖著紙帶下落，在此過(guò)程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)．在紙帶上選取五個(gè)連續(xù)的點(diǎn)A、B、C、D和E，如圖所示．其中O為重錘開(kāi)始下落時(shí)記錄的點(diǎn)，各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別是31

8、.4mm、49.0mm、70.5mm、95.9mm、124.8mm.當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.8m/s2. 本實(shí)驗(yàn)所用電源的頻率f＝50Hz.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)B時(shí)，重錘下落的速度vB＝________m/s，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)D時(shí)，重錘下落的速度vD＝________m/s. (2)從打下點(diǎn)B到打下點(diǎn)D的過(guò)程中，重錘重力勢(shì)能減小量ΔEp＝________J，重錘動(dòng)能增加量ΔEk＝________J. (3)在誤差允許范圍內(nèi)，通過(guò)比較________就可以驗(yàn)證重錘下落過(guò)程中機(jī)械能守恒了． (4)設(shè)重錘在下落過(guò)程中受到恒定不變的阻力F，則可根據(jù)本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求得阻

9、力F的表達(dá)式為_(kāi)_______(用題中所給字母m，g，s1，s2，f表示)． 答案：(1)0.975　1.36　(2)0.459　0.447 (3)重力勢(shì)能的減小量和動(dòng)能的增加量相等 (4)mg－m(s2－s1)f2 3．如圖甲所示，用包有白紙的質(zhì)量為1.00kg的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在電動(dòng)機(jī)上并隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，使之替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．當(dāng)燒斷懸掛圓柱棒的線后，圓柱棒豎直自由下落，毛筆就在圓柱棒表面的紙上畫(huà)出記號(hào)，如圖乙所示，設(shè)毛筆接觸棒時(shí)不影響棒的運(yùn)動(dòng)．測(cè)得記號(hào)之間的距離依次為26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm，已知電動(dòng)機(jī)銘牌

10、上標(biāo)有“1440r/min”的字樣，由此驗(yàn)證機(jī)械能守恒．根據(jù)以上內(nèi)容，回答下列問(wèn)題： (1)毛筆畫(huà)相鄰兩條線的時(shí)間間隔T＝________s，圖乙中的圓柱棒的________端是懸掛端(填“左”或“右”)． (2)根據(jù)乙所給的數(shù)據(jù)，可知毛筆畫(huà)下記號(hào)C時(shí)，圓柱棒下落的速度vC＝________m/s；畫(huà)下記號(hào)D時(shí)，圓柱棒下落的速度vD＝________m/s；記號(hào)C、D之間圓柱棒的動(dòng)能的變化量為_(kāi)_____J，重力勢(shì)能的變化量為_(kāi)_______J(g＝9.8m/s2)．由此可得出的結(jié)論是________．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 答案：(1)T＝＝s＝0.042s，左端相鄰筆跡間間距大

11、，故左端是懸掛端． (2)vC＝m/s＝1.2m/s， vD＝m/s＝1.6m/s， ΔEK＝m(v－v)＝0.53J，ΔEP＝mg＝0.57J， 在誤差允許范圍內(nèi)，圓柱體的機(jī)械能是守恒的． 4．用落體法“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)紙帶算出相關(guān)的速度v，量出下落距離h，則以為縱軸，以h為橫軸，畫(huà)出的圖象應(yīng)是下圖中的哪一個(gè)？其斜率又表示什么？ 答案：C　其斜率表示重力加速度g 解析：對(duì)于自由落體運(yùn)動(dòng)，由靜止開(kāi)始下落高度h后，重力勢(shì)能減少mgh，動(dòng)能增加mv2，應(yīng)滿足mgh＝mv2，即v2＝g·h. 5．圖中甲、乙兩圖都是利用“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓?/p>

12、加速度g值的裝置示意圖．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50Hz. (1)這兩圖相比較，用哪個(gè)圖所示的裝置實(shí)驗(yàn)較好？簡(jiǎn)單說(shuō)明理由． (2)上圖中的丙是采用較好的裝置并按正確的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶，其中O點(diǎn)為打點(diǎn)的第一個(gè)點(diǎn)，標(biāo)為1，后面依次打下的一系列點(diǎn)跡分別為2、3、4、5…….經(jīng)測(cè)量，第15至17點(diǎn)間的距離為11.69cm，第1至第16點(diǎn)間的距離為43.83cm，則打下第16個(gè)點(diǎn)時(shí)，重物下落的速度大小為_(kāi)_______m·s－1.在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，可認(rèn)為重物在下落的過(guò)程中機(jī)械能守恒，由此求得重力加速度值為g＝________m·s－2(要求保留3位有效數(shù)字)． 答案：甲圖

13、　2.92m·s－1　9.74m·s－2 解析：(1)用甲圖所示的裝置實(shí)驗(yàn)較好．因?yàn)橛脢A子固定，可以避免乙圖由于手的抖動(dòng)而造成紙帶上的第1個(gè)點(diǎn)跡被拖長(zhǎng)和位置不確定的現(xiàn)象．另外由于用夾子固定紙帶，便于紙帶調(diào)整到豎直方向，以避免紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(限位孔)之間產(chǎn)生較大的摩擦，而乙圖中用手握住紙帶，難于做到這一點(diǎn)． (2)v16＝＝2.9225(m·s－1)． 由mgh＝mv，得： g＝＝＝9.74(m·s－2) 注：本題中利用“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)來(lái)完成測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭值，這是對(duì)教材中實(shí)驗(yàn)方法的拓展．這種拓展，是近年來(lái)高考實(shí)驗(yàn)題的變化趨勢(shì)．學(xué)習(xí)中需重視更新實(shí)驗(yàn)情景，變換實(shí)驗(yàn)方式，不斷提高觀察的思維能力．