1、 学业分层测评学业分层测评( (十六十六) ) (建议用时：45 分钟) 学业达标 1在“验证机械能守恒定律”实验中，纸带将被释放瞬间的四种情况如照 片所示，其中最合适的是( ) 【解析】 开始释放时，重锤要靠近打点计时器，纸带应保持竖直方向，故 D 正确 【答案】 D 2在“验证机械能守恒定律”的实验中： (1)下列物理量中需要用工具直接测量的有( ) A重物的质量 B重力加速度 C重物下落的高度 D与重物下落高度对应的重物的瞬时速度 (2)实验中，如果以v 2 2 为纵轴，以 h 为横轴，根据实验数据绘出的v 2 2 - h 图线应 是_，才能合乎实验验证的要求，v 2 2 - h 图线的
2、斜率等于_的数值 【解析】 (1)在“验证机械能守恒定律”的实验中，只需要用刻度尺测量 重物下落的高度重物的质量不用测量重力加速度不需要测量通过计算可以 得到与重物下落高度对应的重物的瞬时速度故选 C. (2)在验证机械能守恒定律的实验中，有：mgh1 2mv 2，则有：v 2 2 gh，由于 g 是常数，所以v 2 2 - h 图线为过原点的倾斜直线，图线的斜率等于 g. 【答案】 (1)C (2)过原点的倾斜直线 重力加速度 g 3在“验证机械能守恒定律”的实验中，某同学实验时，手总是抖动，找 不出一条起始点迹清晰的纸带，该同学便选取一段纸带进行测量，如图 4- 5- 4 所 示，A、B、
3、C、D、E、F 是以 2 个计时点为 1 个计数点，其测量结果是 AB4.53 cm， AC10.58 cm， AD18.17 cm， AE27.29 cm， AF37.94 cm(g 取 9.8 m/s2) (1)若重物质量为 m，从 B 到 E 重力势能减少了多少？ (2)从 B 到 E 动能增加了多少？ (3)试对实验结果进行分析 图 4- 5- 4 【解析】 (1)Epmghmg BEm9.8(27.294.53)10 2 J2.23m J； (2)由匀变速运动的速度特征得 vB vACAC 2T 10.5810 2 20.04 m/s1.32 m/s， vE vDFDF 2T 37.
4、9418.1710 2 20.04 m/s2.47 m/s. 又根据 Ek1 2mv 2 有 EkB1 2m1.32 2 J 0.87m J， EkE1 2m2.47 2 J3.05m J， 故 EkEkEEkB(3.05m0.87m)J2.18m J. (3)动能增加量为 2.18m J，略小于重力势能减少量，考虑实验误差，在实验 误差允许的范围内，动能的增加等于重力势能的减少量，即机械能守恒 【答案】 见解析 4在验证机械能守恒定律的实验中，与纸带相连的质量为 1 kg 的重锤自由 下落，打出的纸带如图 4- 5- 5 所示，相邻计数点时间间隔为 0.02 s，g 取 9.8 m/s2.
5、求： 图 4- 5- 5 (1)打点计时器打下计数点 B 时，物体的速度 vB_m/s(保留两位有 效数字)； (2)某同学根据纸带上的 O 点到 B 点的数据，计算出物体的动能增加量 Ek 0.47 J，重力势能减小量 Ep0.48 J，经过多次实验均发现 Ek略小于 Ep， 试分析或解释形成这个现象的原因：_ _. 【解析】 (1)vB vAChAC 2T 7.023.1310 2 20.02 m/s0.97 m/s (2)由于重锤下落过程中要克服空气阻力及纸带所受阻力做功，所以下落过 程中，重锤的机械能有少量损失，增加的动能总是略小于减少的重力势能 【答案】 (1)0.97 (2)由于要
6、克服空气阻力和纸带所受阻力做功， 重锤的机 械能略减少 能力提升 5某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律频闪仪每隔 0.05 s 闪光一次，图 4- 5- 6 中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时 刻的速度如下表(当地重力加速度取 9.8 m/s2，小球质量 m0.2 kg，计算结果保 留三位有效数字)： 图 4- 5- 6 时刻 t2 t3 t4 t5 速度(m s 1) 4.99 4.48 3.98 (1)由频闪照片上的数据计算 t5时刻小球的速度 v5_m/s； (2)从 t2到 t5时间内，重力势能增量 Ep_J，动能减少量 Ek _ J； (3)在误差允许的范
7、围内，若 Ep与 Ek近似相等，从而验证了机械能守恒 定律 由上述计算得 Ep_Ek(选填“”“”或“”)， 造成这种结 果的主要原因是_ _. 【解析】 (1)t5时刻小球的速度 v516.1418.66 20.05 10 2m/s3.48 m/s； (2)从 t2到 t5时间内，重力势能增量 Epmgh250.29.8(23.6821.16 18.66)10 2 J1.24 J，动能减少量 E k1 2mv 2 21 2mv 2 51.28 J； (3)EpEk，造成这种结果的主要原因是上升过程中存在空气阻力 【答案】 (1)3.48 (2)1.24 1.28 (3) 存在空气阻力 6某同
8、学利用如图 4- 5- 7 甲所示的实验装置验证机械能守恒定律该同学 经正确操作得到打点纸带， 在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点， 依次为 1、 2、3、4、5、6、7，测量各计数点到第一个打点的距离 h，并正确求出打相应点 时的速度 v.各计数点对应的数据见下表： 计数点 1 2 3 4 5 6 7 h(m) 0.124 0.194 0.279 0.380 0.497 0.630 0.777 v(m/s) 1.94 2.33 2.73 3.13 3.50 v2(m2/s2) 3.76 5.43 7.45 9.80 12.25 (1)请在图乙坐标中，描点作出 v2- h 图线； (2)由图线可知， 重锤下落的加速度 g_m/s2(保留三位有效数字)； (3)若当地的重力加速度 g9.8 m/s2，根据作出的图线，能粗略验证自由下 落的重锤机械能守恒的依据是 _. 图 4- 5- 7 【答案】 (1)作出 v2- h 图线如图 (2)9.75(答 9.699.79 均给分) (3)图线为通过坐标原点的一条直线，斜率的一半与 g 基本相等(不交代“通 过坐标原点”也给分)
