1.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,下列說(shuō)法或做法正確的是( )
A.必須用秒表測(cè)重物下落的時(shí)間
B.選用質(zhì)量小的重物可減小實(shí)驗(yàn)誤差
C.實(shí)驗(yàn)時(shí)必須先用天平測(cè)出重物的質(zhì)量
D.實(shí)驗(yàn)中不得用公式v=求下落高度h時(shí)的速度
解析:實(shí)驗(yàn)中通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)算時(shí)間,不需要秒表,A錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)供選擇的重物應(yīng)該是相對(duì)質(zhì)量較大、體積較小的物體,這樣能減少摩擦阻力的影響,B錯(cuò)誤;因?yàn)槭潜容^mgh、mv2的大小關(guān)系,故m可約去,不需要測(cè)出重物的質(zhì)量,C錯(cuò)誤;若用公式v=求下落高度h時(shí)的速度,表明就已經(jīng)承認(rèn)了機(jī)械能守恒,這與本實(shí)驗(yàn)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的目的矛盾,D對(duì).
答案:D
2.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,有如下可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材:重物、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、秒表、導(dǎo)線,其中不必要的器材是________.如果某次實(shí)驗(yàn)打出的紙帶如圖所示,并已知相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.04 s,所用重物的質(zhì)量為0.20 kg.則打C點(diǎn)時(shí)重物的動(dòng)能為________J,從O點(diǎn)到C點(diǎn)減少的重力勢(shì)能為________J.(重力加速度g取9.80 m/s2,計(jì)算結(jié)果請(qǐng)保留兩位有效數(shù)字)
解析:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器本身是計(jì)時(shí)打點(diǎn)的,故不需要秒表計(jì)時(shí);C點(diǎn)的瞬時(shí)速度vC==m/s≈2.33 m/s,則打C點(diǎn)時(shí)重物的動(dòng)能Ek=mv2=×0.20×2.332 J≈0.54 J;從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下起點(diǎn)O到打下B點(diǎn)的過(guò)程中,物體重力勢(shì)能的減少量Ep=mgh=0.20×9.8×0.280 5 J≈0.55 J.
答案:秒表 0.54 0.55
3.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)(多選)從下列器材中選出實(shí)驗(yàn)所必需的,其編號(hào)為________.
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)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),為保證重物下落時(shí)初速度為零,應(yīng)________.
A.先接通電源。再釋放紙帶
B.先釋放紙帶,再接通電源
(3)(多選)下列說(shuō)法中正確的是________.
A.實(shí)驗(yàn)中用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),一定用到低壓直流電源
B.選用重物時(shí),同樣大小、形狀的重物應(yīng)選重一點(diǎn)的比較好
C.要選用第1、2兩點(diǎn)距離接近2 mm的紙帶
D.實(shí)驗(yàn)結(jié)果總是動(dòng)能增加量略小于重力勢(shì)能的減少量
解析:(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶)、重錘是必需的,為了測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離,需要毫米刻度尺;因?yàn)槭潜容^mgh、mv2的大小關(guān)系.故m可約去,不需要測(cè)出重物的質(zhì)量,不需要用天平;打點(diǎn)計(jì)時(shí)器本身可以計(jì)算時(shí)間,所以不需要秒表,實(shí)驗(yàn)用的是重錘,不需要運(yùn)動(dòng)小車(chē).故選A、B、D.
(2)開(kāi)始記錄時(shí),應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn),然后再釋放紙帶,讓它帶著紙帶一同落下.這樣有利于數(shù)據(jù)的采集和處理,減少實(shí)驗(yàn)誤差.故選A.
(3)電火花計(jì)時(shí)器不用低壓電源,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用低壓交流電源,故A錯(cuò)誤;為了減小空氣阻力的影響,在選擇重物時(shí),要選擇密度大的,即選擇質(zhì)量大體積小的重物,B正確;由公式h=gt2可知,若開(kāi)始第1、2兩點(diǎn)間的距離為2 mm,則打第1個(gè)點(diǎn)時(shí)的速度為零,這樣只需比較mgh、mv2的大小關(guān)系即可,實(shí)驗(yàn)方便,C正確;由于空氣阻力和紙帶與計(jì)時(shí)器摩擦的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果總是動(dòng)能增加量略小于重力勢(shì)能的減少量,故D正確.
答案:(1)ABD (2)A (3)BCD
4.在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,使質(zhì)量為m=1.00 kg的重物自由下落,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn),選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖所示.O為第1個(gè)點(diǎn),A、B、C為從合適位置開(kāi)始選取連續(xù)點(diǎn)中的三個(gè)點(diǎn).已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g=9.80 m/s2,那么:
(1)根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù),應(yīng)取圖中O點(diǎn)到________點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律;
(2)從O點(diǎn)到(1)問(wèn)中所取的點(diǎn),重物重力勢(shì)能的減少量ΔEp=________J,動(dòng)能增加量ΔEk=________J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).
解析:(1)由題圖中所給數(shù)據(jù)只能計(jì)算出B點(diǎn)的瞬時(shí)速度,故選OB做研究.
(2)vB==×10-2 m/s=1.92 m/s,ΔEk=mv=×1.00×1.922 J=1.84 J,ΔEp=mgOB=1.00×9.80×19.20×10-2 J=1.88 J.
答案:(1)B (2)1.88 1.84