高三物理（ 验证机械能守恒定律）

第21课时   实验   验证机械能守恒定律 1．利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中，下面叙述正确的是(　　) A．应该用天平称出物体的质量 B．应该选用点迹清晰，特别是第一点没有拉成长条的纸带 C．操作时应在接通电源的同时放开纸带 D．打点计时器应接在电压为4～6 V的直流电源上 答案：B 2．某位同学做“验证机械能守恒定律”的实验，下列操作步骤中错误的是(　　) A．把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源 B．将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度 C．先释放纸带，再接通电源 D．更换纸带，重复实验，根据记录处理数据 解析：使用打点计时器的实验均需先通电且打点稳定时才能松开纸带． 答案：C 3. 图5－5－6 如图5－5－6所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5…所示小球运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d。根据图中的信息，下列判断正确的是(　　) A．能判定位置“1”是小球释放的初始位置 B．能求出小球下落的加速度为 C．能求出小球在位置“3”的速度为 D．如果已知d和T的数值，就能判定小球下落过程中机械能是否守恒 答案：BCD 4．光电计时器是物理实验中经常用到的一种精密计时仪器，它由光电门和计时器两部分组成，光电门的一臂的内侧附有发光装置(发射激光的装置是激光二极管，发出的光束很细)，如图5－5－7中的A和A′，另一臂的内侧附有接收激光的装置，如图中的B和B′，当物体在它们之间通过时，二极管发出的激光被物体挡住，接收装置不能接收到激光信号，同时计时器就开始计时，直到挡光结束光电计时器停止计时，故此装置能精确地记录物体通过光电门所用的时间．现有一小球从两光电门的正上方开始自由下落，如图所示，   图5－5－7 (1)若要用这套装置来验证机械能守恒定律，则要测量的物理量有________(每个物理量均用文字和字母表示，如高度H) (2)验证机械能守恒定律的关系式为________________． 解析：(1)需要测量的物理量有：小球直径D，两光电门间的竖直高度H，小球通过上下两光电门的时间Δt1、Δt2.则小球通过上、下两光电门处的速度分别为、. (2)验证守恒关系式为：m2－m2＝mgH，化简得：－＝2gH. 答案：(1)小球直径D、两光电门间的竖直高度H、小球通过上下两光电门的时间Δt1、Δt2 (2)－＝2gH 5. 图5－5－8 如图5－5－8所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1>m2.现要利用此装置验证机械能守恒定律． (1)若选定物块A从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有________．(在横线上填入选项前的编号) ①物块的质量m1、m2； ②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间； ③物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间； ④绳子的长度． (2)为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议： ①绳的质量要轻； ②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好； ③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃； ④两个物块的质量之差要尽可能大． 以上建议中确实对提高准确程度有作用的是________．(在横线上填入选项前的编号) (3)写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议：________________________________________________________________________. 解析：(1)通过连结在一起的A、B两物体验证机械能守恒定律，即验证系统的势能变化与动能变化是否相等，A、B连结在一起，A下降的距离一定等于B上升的距离；A、B的速度大小总是相等的，故②、③只测其中之一即可，不需要测量绳子的长度．填①②或①③. (2)如果绳子质量不能忽略，则A、B组成的系统势能将有一部分转化为绳子的动能，从而为验证机械能守恒定律带来误差；若物块摇摆，则两物块的速度有差别，为计算系统的动能带来误差；两个物块质量差较大时，就可以使两物体下降过程时间变短，由计时所带来的误差影响就会越大，故正确选项①③. 答案：(1)①② 或①③　(2)① ③ 　(3)例如：“对同一高度进行多次测量取平均值”；“选取受力后相对伸长尽量小的绳”；等