人教版高中物理必修二《实验题》专项练习题(含答案)
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人教版(2019)物理必修第二册同步练习8.5实验:验证机械能守恒定律一、单选题1.下列关于物体机械能守恒的说法中,正确的是( ) A.物体做匀速直线运动时,机械能一定守恒 B.物体所受合力做功为零时,机械能一定守恒 C.物体所受合力不等于零时,机械能可能守恒 D.物体做曲线运动时,机械能一定不守恒2.在验证机械能守恒定律的实验中,由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上,使纸带通过时受到较大阻力,则结果( )A. 212mgh mv > B. 212mgh mv <C. 212mgh mv =D.以上都不可能二、实验题3.在验证机械能守恒定律的实验中,质量 1.5m kg =的重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,相邻记数点时间间隔为0.02s ,长度单位是cm ,g 取9.82/m s 。
(1).打点计时器打下记数点B 时,物体的速度B v =__________/m s (保留三位有效数字);(2).从点O 到打下记数点B 的过程中,物体重力势能的减小量p E ∆=__________J ,动能的增加量k E ∆=__________J (保留三位有效数字);(3).即使在实验操作规范,数据测量及数据处理很准确的前提下,该实验测得的p E ∆也一定略大于k E ∆,这是实验存在系统误差的必然结果,试分析该系统误差产生的主要原因是__________。
4.某同学用如图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,输出电压为6V 的频率为50Hz 交流电和直流电两种。
重锤从高处由静止开始下落,拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。
(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; B.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增加的动能。
人教版物理必修二第七章 9实验验证机械能守恒定律精选练习习题(附答案解析)1.在“验证机械能守恒定律”的实验中,需要直接测量和间接测量的数据是重物的()A.质量B.下落时间C.下落高度D.瞬时速度解析本实验要验证在只有重力做功的情况下,机械能守恒,从纸带上直接测量物体下落的高度,并通过纸带上的点测定物体在某位置时的瞬时速度.答案CD2.在“验证机械能守恒定律”的实验中,对于自由下落的重物,下述选择的条件更为有利的是()A.只要足够重就可以B.只要体积足够小就可以C.既要足够重,又要体积足够小D.应该密度大些,还应便于夹紧纸带解析在验证机械能守恒定律的实验中,阻力与重力相比越小,实验中的误差就越小,所以选择下落的重物时应既要重,体积又小,即密度要大些,而且还应便于夹紧纸带,故C、D选项正确.答案CD3.在“验证机械能守恒定律”的实验中,某同学依据纸带求得相关各点的瞬时速度,以及与此相对应的下落距离h,以v2为纵轴,以h为横轴,建立坐标系,描点后画出变化图线,从而验证机械能守恒定律,若所有操作均正确,则得到的v2-h图象应是下图中的()解析 由12m v 2=mgh 得v 2=2gh ,所以v 2∝h ,所画v 2-h 图象是一通过原点的直线.答案 C为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的,某同学利用实验系统设计了一个实验,实验装置如图所示,图中A 、B 两点分别固定了两个速度传感器,速度传感器可以测出运动物体的瞬时速度.在实验中测得一物体自由下落经过A 点时的速度是v 1,经过B 点时的速度是v 2,为了证明物体经过A 、B 两点时的机械能相等,这位同学又设计了以下几个步骤,你认为其中不必要或者错误的是( )A .用天平测出物体的质量B .测出A 、B 两点间的竖直距离C .测量物体的质量,利用12m v 22-12m v 21算出物体从A 点运动到B 点的过程中动能的变化量D.验证v22-v21与2gh是否相等答案AC5.在做“验证机械能守恒定律”实验时,打点计时器的电源频率是50Hz.某同学先后打出两条纸带,纸带Ⅰ上从第1点开始的相邻点间的距离依次为:1.9 mm、6.0 mm、10.0 mm、14.0 mm;纸带Ⅱ上从第1点开始的相邻各点间的距离依次为:2.5 mm、6.0 mm、11.5 mm、16.3 mm.那么应选用纸带________进行测量和计算.根据你所选用的纸带,利用第2、3两点间的距离和第4、5两点间的距离,可以计算出当地的重力加速度的大小为________.在打第3点时重物的瞬时速度为________m/s.为了验证机械能守恒定律,应该计算出打第2、3、4点时物体减少的________和增加的________,然后比较它们的数值在实验允许误差范围内是否近似相等.解析打点计时器使用的为50 Hz的交流电,每两个自然点之间的时间间隔为0.02 s,如果物体做自由落体运动,第一个0.02 s的位移h=12gΔt2≈2 mm,所以纸带的第一、二两点的距离接近2 mm的纸带,说明纸带释放的时间合适,正好在打第一个点时释放,用该条纸带的数据,实验结果误差较小,故应选纸带Ⅰ.利用Δx=2gT2,g=(14.0-6.0)×10-32×0.022m/s2=10 m/s2,v3=(10.0+6.0)×10-32×0.02m/s=0.4 m/s.物体下落过程中,重力势能减少,动能增加,E p 的减少量和E k的增加量相等,则过程中机械能守恒.答案Ⅰ10.0 m/s20.40重力势能动能6.图中甲、乙两图都是利用“验证机械能守恒定律”的实验来测量当地的重力加速度g值的装置示意图.已知打点计时器的打点频率为50 Hz.甲乙(1)这两图相比较,用哪个图所示的装置实验较好?简单说明理由.(2)上图中的丙是采用较好的装置并按正确的实验步骤进行实验打出的一条纸带,其中O点为打点的第一个点,标为1,后面依次打下的一系列点迹分别为2、3、4、5…….经测量,第15至17点间的距离为11.69 cm,第1至第16点间的距离为43.83 cm,则打下第16个点时,重物下落的速度大小为________m/s.在实验误差允许的范围内,可认为重物在下落的过程中机械能守恒,由此求得重力加速度值为g=________m/s2(要求保留3位有效数字).解析(1)用甲图所示的装置实验较好.因为用夹子固定,可以避免乙图由于手的抖动而造成纸带上的第1个点迹被拖长和位置不确定的现象.另外由于用夹子固定纸带,便于纸带调整到竖直方向,以避免纸带与打点计时器(限位孔)之间产生较大的摩擦,而乙图中用手握住纸带,难于做到这一点.(2)v 16=0.11690.02×2m/s =2.92 m/s. 由mgh =12m v 216,得: g =v 2162h = 2.9222×0.4383m/s 2=9.74 m/s 2. 答案 (1)甲图,理由见解析(2)2.92 9.747.用如图所示的实验装置“验证机械能守恒定律”.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6 V 的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.(1)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a 的数值,如下图所示.根据打出的纸带,选取纸带上打出的连续五个点A 、B 、C 、D 、E ,测出A 点距起始点O 的距离为s 0,点A 、C 间的距离为s 1,点C 、E 间的距离为s 2,使用交流电的频率为f ,则根据这些条件计算重锤下落的加速度a 的表达式为:a =________.(2)在“验证机械能守恒定律”的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能,其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,可以通过该实验装置测定该阻力的大小.若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g ,还需要测量的物理量是________.试用这些物理量和纸带上的测量数据表示出重锤下落的过程中受到的平均阻力大小为F =________.解析 (1)根据匀变速直线运动规律Δs =aT 2,有a =Δs T 2=s 2-s 1(2T )2=s 2-s 14f 2. (2)根据牛顿第二定律有:mg -F =ma ,得F =mg -ma =m [g -(s 2-s 1)f 24]. 故需要测量的物理量为重锤的质量m .答案 (1)s 2-s 14f 2 (2)重锤的质量m m [g -(s 2-s 1)f 24] 8.为了测定一根轻弹簧压缩最短时能储存的弹性势能的大小,可以将弹簧固定在一带有凹槽轨道的一端,并将轨道固定在水平桌面边缘上,如图所示,用钢球将弹簧压缩至最短,最后突然释放,钢球将沿轨道飞出桌面,实验时(1)需要测定的物理量为________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)计算弹簧最短时弹性势能的关系式是E p =________.解析 (1)需要测定的物理量有:钢球质量m 、桌面高度h 、钢球落点与飞出点的水平距离s .(2)弹簧最短时的弹性势能全部转化为钢球平抛时的初动能,E p =12m v 20,而根据平抛运动规律有:h =12gt 2,s =v 0t 得,v 0=s 2h g , 故E p =12m v 20=mgs 24h. 答案 (1)钢球质量m 、桌面高度h 、钢球落点与飞出点的水平距离s (2)mgs 24h9.如图所示,两个质量各为m 1和m 2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m 1>m 2.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____________.(填入选项前的编号)①物块的质量m 1、m 2;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小.以上建议中确定对提高准确程度有作用的是____________.(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:___________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________.答案(1)①②或①③(2)①③(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.10.某实验小组利用如图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒.(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平,利用现有器材如何判断导轨是否水平?(2)测得遮光条的宽度d=0.50 cm;实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=2.0×10-2s,则滑块经过光电门时的瞬时速度为________ m/s.在本次实验中还需要测量的物理量有:钩码的质量m、________和________(文字说明并用相应的字母表示).(3)本实验通过比较________和________在实验误差允许的范围内相等(用测量的物理量符号表示),从而验证了系统的机械能守恒.解析(1)气源工作后,滑块不挂钩码,静止放在气垫导轨上,如果能处于静止状态说明气垫导轨水平.(2)滑块通过光电门的瞬时速度v =d Δt =0.50×10-22.0×10-2m/s =0.25 m/s , 本次实验中还需测量的物理量有钩码的质量m ,滑块的质量M ,滑块到光电门的距离L .(3)如果系统重力势能的减少量mgL ,与系统动能的增加量12(m +M )v 2=12(m +M )⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 2在误差允许的范围内相等,则验证了系统的机械能守恒.答案 (1)见解析(2)0.25 滑块质量M 滑块到光电门的距离L(3)mgL 12(m +M )⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 2。
物理必修二重点实验练习一、研究平抛物体的运动实验1、在做“研究平抛物体的运动”实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹.(1)为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项填在横线上______.A.通过调节使斜槽末端的切线保持水平B.实验所用斜槽的轨道必须是光滑的C.每次必须由静止释放小球,而释放小球的位置始终相同D.将球的位置标在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线(2)某同学在做实验时,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=10cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图所示的a、b、c、d,则小球平抛的初速度的计算公式为v0=_____(用L,g表示),其值是____m/s,小球过c点时速度的大小约为_____m/s(g取10m/s2).2、一个同学在《研究平抛物体的运动》实验中,只画出了如图所示的一部分曲线,于是他在曲线上取水平距离Δs相等的三点A、B、C,量得Δs=0.2m.又量出它们之间的竖直距离分别为h1=0.1m,h2=0.2m,利用这些数据,可求得:(1)物体抛出时的初速度为_____m/s;(2)物体经过B点时的竖直分速度为_____m/s;(3)抛出点在A点上方的高度为_____m.二、探究功与速度变化的关系3、某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行。
打点计时器的工作频率为50Hz(1)实验中木板略微倾斜,这样做。
A.是为了使释故小车后,小车能匀加速下滑B.是为了增大小车下滑的加速度C.可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功D.可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条…合并起来挂在小车的前端进行多次实验,每次都要把小车拉到同一位置再释放。
把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W,,第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W.…橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。
人教版高中物理必修二《实验题》专项练习题(含答案)1.图乙为利用气垫导轨验证机械能守恒定律的实验装置.(1)实验前先要调整导轨水平,简述调整方法.(2)用游标卡尺测遮光板的宽度,如图丙所示,则遮光板的宽度入=cm.(3)若本实验中,已知钩码质量史,由光电计时器测得遮光板先后通过两个光电门(如图甲所示)的时间分别为E A t2,为验证机械能守恒定律,除此以外还应测出 .(写出相应的物理量及其符号)(4)实验时,将滑块从光电门1左侧某位置由静止释放(如图乙所示),若滑块、钩码系统的机械能守恒,则应有关系式成立.(用上述已知的和测得的各物理的字母表示,已知当地的重力加速度为g)2.在验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=200g的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要去的纸带如图所示,0为纸带下落的起始点,A. B. C 为纸带上选取的三个连读点.已知打点计时器每隔T=0. 02s打一个点,当地的重力加速度为g =9.8m/52,那么: ------------- 23.23 -----------(1)计算B点瞬时速度时,甲同学用= 2gs OB,乙同学用*=券,其中所选方法正确的是(填“甲”或“乙”)同学,他计算的重物的速度* =m/s;(2)从0点到打下计数点B的过程中,物体重力势能的减小量 J,动能的增加量AE k=J;(以上所有结果均保留三位有效数字)3.在“验证机械能守恒定律”的实验中:(1)供实验选择的重物有以下四个,应选择A.质量为10g的注码B.质量为200g的木球C.质量为50g的塑料球D.质量为200g的铁球(2)下列叙述正确的是A.实验中应用秒表测出重物下落的时间B.可用自由落体运动的规律计算重物的瞬时速度C.因为是通过比较竺亡和勿g力是否相等来验证机械能是否守恒,故不需要测量重物的质量2D.释放重物前应手提纸带的上端,使纸带竖直通过限位孔(3)质量勿=lkg的物体自由下落,得到如图所示的纸带,相邻计数点间的时间间隔为0.04s, 那么从打点计时器打下起点。
必修2物理实验专题练习实验一:研究平抛运动1.在“研究平抛物体的运动”的实验中,记录了下图所示的一段轨迹ABC.已知物体是由原点O水平抛出的,C点的坐标为(60,45),则平抛物体的初速度为v0=___________m/s,物体经过B点时的速度v B的大小为v B=___________m/s.(取g=10 22.一个学生在做平抛运动的实验时只描出了如图所示的一部分曲线,于是他在曲线上任取水平距离Δx相等的三点a、b、c,量得Δx=0.10 m,又量得它们之间的竖直距离分别为h1=0.10m,h2=0.20 m,取g=10 m/s2,利用这些数据可以求出:(1)物体被抛出时的初速度为____________m/s;3.某同学做平抛运动实验时,在白纸片上只画出了表示竖直向下方向的y轴和平抛物体运动轨迹的后一部分,而且漏标了抛出点的位置,如图所示.这位同学希望据此图能测出物体的初速度,请你给他出出主意:(1)简要说明据此图测定该物体初速度的方法____________.(2)需要增加的测量工具有____________.(3)用测量出的物理量表示测量的结果:v0=____________.3、答案:(1)画出三条两两之间等距离(Δx)的与y轴平行的竖线,分别与轨迹曲线交于A、B、C三点,过这三点各作一条垂直于y轴的线.测量A、B之间的竖直距离y1和A、C之间的竖直距离y2,根据以上数据可算出初速.(如图示)4.如图所示,在“研究平抛物体运动”的实验中,有一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=1.25 cm.若小球在平抛运动过程中的几个位置如图中的a 、b 、c 、d 所示,则小球平抛的初速度的计算式为(取g=9.8 m/s 2),小球在b 点的速度为__________.5.在“研究平抛物体的运动”的实验中:(1)为使小球水平抛出,必须调整斜槽,使其末端的切线成水平方向,检查方法是________________________________________________________(2)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上,然后从这一点画水平线和竖直线作为x 轴和y 轴,竖直线是用___________来确定的.(3)验证实验得到的轨迹是否准确的一般方法是:在水平方向从起点处取两段连续相等的位移与曲线交于两点,作水平线交于y 轴,两段y 辆位移之比为___________.(4)某同学建立的直角坐标系如图所示,设他在安装实验装置和其余操作时准确无误,只有一处失误,即是__ _______________________________________________ (5)该同学在轨迹上任取一点M ,测得坐标为(x,y ),则初速度的测量值为___________,真实值为___________.6.(2003)如图所示,在研究平抛运动时,小球A 沿轨道滑下,离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S ,被电磁铁吸住的小球B 同时自由下落。
人教版高中物理必修二《实验题》专项练习题(含答案)1.图甲为验证机械能守恒定律的装置。
一根轻细线系住钢球,悬挂在铁架台上,钢球静止于A 点,光电门固定在A 的正下方。
在钢球底部竖直地粘住一片质量不计、宽度为d 的遮光条。
将钢球拉至不同位置由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间t 可由计时器测出。
记录钢球每次下落的高度h 和计时器示数t 。
(1)用∆E p =mgh 计算钢球重力势能变化的大小,式中钢球下落高度h 应测量释放时的钢球球心到_________之间的竖直距离。
A .钢球在A 点时的顶端B .钢球在A 点时的球心C .钢球在A 点时的底端(2)用2k 12E mv ∆=计算钢球动能变化的大小,用刻度尺测量遮光条宽度,示数如图乙所示,则遮光条宽度为________cm ,某次测量中,计时器的示数为0.0150 s ,则钢球的速度为v =______m/s (结果保留三位有效数字)。
(3)计算并比较钢球在释放点和A 点之间的势能变化大小∆E p 与动能变化大小∆E k ,发现钢球动能变化大小∆E k 大于势能变化大小∆E p ,则主要原因是________________________________。
2.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,如图所标数据为实际距离.(当地重力加速度g="9.8" m/s 2,小球质量m="2" kg ,结果保留三位有效数字)(1)小球从位置B到位置E,重力势能增量ΔE P=_ J.动能减少量ΔE k= J;(2)在误差允许的范围内,若△E P与△E K近似相等,即可验证了机械能守恒定律.由上述计算得△E P△E K(选填“<”“>”或“=”).造成这种结果的主要原因是.3.在“研究平抛物体的运动”的实验中,得到的轨迹如图所示,其中O点为平抛运动的起点.根据平抛运动的规律及图中给出的数据,可计算出小球平抛的初速度v0=________m/s.(g取9.8m/s2)4.(1)一个学生做“研究平抛运动”实验时描出了如图所示的几个实验点,实验点B产生偏差较大的原因可能是()A.小球滚下的高度较其他各次高B.小球滚下的高度较其他各次低C.小球在运动中遇到其他各次没有遇到的阻碍D.小球开始滚下时,实验者已给它一个初速度(2)安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是______ A.保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小B.保证小球飞出时,初速度水平C.保证小球在空中运动的时间每次都相等D.保证小球运动的轨迹是一条抛物线5.用如图所示装置做“功与速度变化的关系”的实验.实验中,小车碰到制动挡板时,钩码尚未到达地面.(1)为了使细绳的拉力等于小车所受的合外力,以下操作必要的是__________(选填选项前的字母)A.在未挂钩码时,将木板的右端垫高以平衡摩擦力B.在悬挂钩码后,将木板的右端垫高以平衡摩擦力C.调节木板左端定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行D.所加钩码的质量尽量大一些(2)如图是某次实验中打出纸带的一部分.O、A、B、C为4个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出,所用交流电源的频率为50Hz.通过测量,可知打点计时器打B点时小车的速度大小为__________m/s.(3)甲同学经过认真、规范地操作,得到一条点迹清晰的纸带.他把小车开始运动时打下的点记为O,再依次在纸带上取等时间间隔的1、2、3、4、5、6等多个计数点,可获得各计数点到O的距离s及打下各计数点时小车的瞬时速度v.如图是根据这些实验数据绘出的2v s -图象.已知此次实验中钩码的总质量为0.015kg ,小车中砝码的总质量为0.100kg ,取重力加速度29.8m /s g =,则由图象可知小车的质量为__________ kg .(结果保留二位有效数字)6.用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。
高中物理学习材料桑水制作■专题测试《必修2 实验探究》专题测试卷注意事项:1.本试题分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分:第Ⅰ卷为选择题,40分; 第Ⅱ卷为非选择题,80分;全卷满分120分,考试时间为100分钟;2.考生务必将班级、姓名、学号写在相应的位置上。
第Ⅰ卷(选择题共40分)注意事项:请将正确答案用圆珠笔或钢笔填到下面表格相应位置处。
一、选择题(本题包括10个小题,每小题4分,共40分)1. 在用斜面小槽等装置做“探究平抛物体运动”实验中,应采取下列哪些措施减小实验误差?()A.斜槽轨道末端切线必须水平 B.斜槽轨道必须光滑C.每次要平衡摩擦力 D.小球每次应从斜槽同一高度释放2. 一个学生在“探究平抛物体运动”的实验中描出了如图所示的几个实验点,其中偏差较大的实验点B产生的原因可能是 ( )A.小球滚下的高度较其它各次高 B.小球滚下的高度较其它各次低C.小球在运动中遇到其它各次没有遇到的阻碍D.小球开始滚下时,实验者已给它一个初速度3.某同学用图所示的装置进行实验,用小锤打击弹性金属片,球1(右侧球)沿水平方向飞出,同时球2(左侧球)被松开,做自由落体运动。
改变小锤打击金属片的作用力,使球1沿水平方向飞出的初速度大小发生变化。
根据实验情况,请你判断下列说法中正确的是()A.两球的运动一个曲线,一个是直线,运动间没有共性的关系B.球1(右侧球)的初速度越大,落到地上的时间越长C.两球下落到地面的时间间隔相等,与球1的初速度大小无关D .球2的运动正好是球1在竖直方向上的一个分运动4.某同学在探究物体做平抛运动的实验时,他猜想到平抛运动的时间长短可能与下列因素相关,其中你认为正确的是( )A .抛出点距离地面的竖直高度B .抛出点距离落地点的水平位移C .物体抛出时的水平速度D .物体的质量5.在做探究功与物体速度变化的关系实验时。
拖着纸带的小车在橡皮筋作用下由静止运动到木板底端。
在此过程中打点计时器在纸带上打下的点距情况是 ( )A .始终是均匀的B .先减小后增大C .先增大后减小D .先增大后均匀不变6.在探究功和物体速度变化的关系实验中,下列说法正确的是( )A .每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B .每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C .放小车的木板应该尽量使其水平D .先接通打点计时器电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出7.对于橡皮筋做的功来说,直接测量是有困难的。
人教版高中物理必修二《实验题》专项练习题(含答案)1.如图甲为“验证机械能守恒定律”的实验装置,实验中所用重物的质量m=0.2kg,图乙所示是实验中打出的一条纸带,打点时间间隔为0.02s,纸带上各点是打下的实际点,从开始下落的起点0点至B点的运动过程中,重物重力势能的减少量△E p=___________J,此运动过程中重物动能的增加量△E k=_________J,由多次实验表明重物动能的增加量小于重物重力势能的减少量△E p,分析其原因可能是___________。
(当地重力加速度为9.8m/s2,保留三位有效数字)2.用图甲所示的装置做“探究小车所受合力的功与小车动能变化关系”的实验.除了图中的实验器材外,还有为打点计时器供电的低压电源、刻度尺和方木块.请将下面的分析和实验操作填写完整.(1)某同学在实验时,先取下小吊盘和砝码,用方木块垫高长木板远离滑轮的一端,使小车连同纸带沿长木板匀速运动,然后再挂上小吊盘和砝码,调整滑轮,使牵引小车的细线与长木板平行,释放小车,进行实验.其中,“垫高长木板远离滑轮的一端,使小车连同纸带沿长木板匀速运动”的好处是___________(2)实验中,用小吊盘和砝码拉动小车运动,得到一条纸带如图乙所示.已知打点计时器的工作频率是f,则记数点2对应的速度大小为V2=__________(用图中的x1、x2、x3和f表示)(3)用小吊盘和砝码的总重力的大小作为小车受到的合力F,计算出小车运动的位移x对应的功W;用小车运动的位移x对应的末速度求出动能E K,则W和E K的大小关系应该是__________________(选填W=E K 或W>E K 或 W K)3.某同学利用如图所示装置探究“合力做功与动能变化的关系”,AB是足够长的斜面,CD为粗糙程度相同且足够长的水平木板,二者由一个小圆弧平滑连接。
将带有遮光片的小滑块P从斜面AB上不同位置由静止释放,滑块P将以不同速度通过光电门Q,最后停在长木板CD上某处。
3 实验:探究平抛运动的特点课后·训练提升1.在研究平抛运动的实验中,为了求平抛物体的初速度,需直接测量的数据有( )①小球开始滚下的高度②小球在空中飞行的时间③运动轨迹上某点P 的水平坐标④运动轨迹上某点P 的竖直坐标A.①②B.②③C.③④D.①④答案:C解析:由平抛运动规律,竖直方向y=12gt 2,水平方向x=v 0t ,因此v 0=x √g 2y ,可见只要测得轨迹上某点P 的水平坐标x 和竖直坐标y ,就可求出初速度v 0,选项C 正确。
2.(多选)探究平抛物体的运动规律实验的装置如图所示,在实验前( )A.应将斜槽的末端切线调成水平B.应将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直平面平行C.斜槽的末端没有必要保持水平D.应测出平抛小球的质量答案:AB解析:实验时要使小球水平抛出,靠近竖直木板但不能与木板接触,在木板上记下小球各个时刻的位置,为此,斜槽的末端必须水平,木板竖直且与小球下落方向的竖直平面平行,实验中对小球的质量没有要求,选项A 、B 正确。
3.(多选)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图所示的装置进行实验。
小锤击打弹性金属片,A 球水平抛出,同时B 球被松开,自由下落。
关于该实验,下列说法正确的有( )A.两球的质量一定要相等B.两球应同时落地C.应改变装置的高度,多次实验D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动答案:BC解析:物体做自由落体运动的运动情况与物体的质量无关,两球质量没有必要相等,选项A错误;改变装置的高度,且每次都同时落地,才能说明A球在竖直方向做自由落体运动,选项B、C正确;本实验不能说明A球在水平方向上做匀速直线运动,选项D错误。
4.某同学在做研究平抛运动的实验时,让小球多次从斜槽上滚下,在坐标纸上依次记下小球的位置如图所示(坐标原点为小球的抛出点)。
(1)在图中描出小球的运动轨迹。
(2)从图中可看出,某一点的位置有明显的错误,其产生的原因可能是该次实验中,小球从斜槽上滚下时的初始位置比其他几次偏(选填“高”或“低”)。
人教版高中物理必修二《实验题》专项练习题(含答案)1.如图甲所示为验证机械能守恒定律的实验简图,地面以下为较松软的泥土.实验时把一质量为m的铁块举到离地面高为H的地方,让其自由下落,落入泥土中.铁块下面贴有力传感器(质量忽略不计),可测得泥土中任意深度h处铁块受到的阻力F f,图乙为计算机根据所测数据绘制的拟合图象(横轴表示深度h,单位cm,纵轴表示阻力F f,单位N).分析图象数据,可得出铁块受到的阻力F f与深度h的关系为________(选填“F f=kh2”、“F f =kh3”或“F f=kh4”).某次实验中,铁块下落深度为h1时停止运动,尝试写出铁块从下落到落地前验证其机械能守恒定律的方程________(比例系数k为已知)2.用落体法验证机械能守恒定律,器材安装如图甲.正确实验操作后打出如图乙所示的紙带.已知打点计时器所用电源频率为f,根据纸带所给数据.(1)打C点时重物的速度为_____;(2)只要验证_____等式成立,即可验证重物由O到C下落过程机械能守恒;(3)某同学选用两个形状相同质量不同的重物a和b进行实验,测得物体运动的速度v和对应下落的高度h ,22v h -图象如图丙所示,由图象可知a 的质量m 1_____b 的质量m 2(选填“大于”或“小于”).3.在研究重物自由下落过程中机械能守恒的实验中,得到如图所示的一条纸带,该纸带上最初打出的几个点不清楚,纸带上留下的是后面的一些点.算出打下B 、C 两点时,重物速度分别是v B 、v C ,量得B 、C 两点间的距离为h ,那么验证机械能守恒的表达式可写为(____)A .22CB gh v v =- B . 221122C B gh v v =- C .C B v v aT =+D . 222C B v v gh +=4.图是研究平抛运动的实验装置示意图,桌面上的小球经压缩状态的弹簧弹开后,飞出桌面做平抛运动.撞到带有白纸和复写纸的竖直长木板上,并留下痕迹A .重复实验,木板依次后退水平距离相同,都为x ,小球撞在木板上,留下痕迹B 、C ,测量A 、B 、C 点到同一点O 的距离y 1、y 2、y 3,其中O 点与小球抛出时圆心位置等高(1)关于此实验,以下说法正确的是_________A .重复实验时,必须将弹簧压缩到同一位置,再释放小球B .桌面必须保证严格水平C .桌面必须尽量光滑,多次重复实验D .一定会有y 1: y 2: y 3=1: 4: 9(2)利用题目中所给数据,可得到平抛运动的初速度为v 0=_______(已知当地重力加速度为g )5.用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律,若按正确的实验步骤进行,并选出如图乙所示的纸带,回答下列问题:(1)纸带的__________(选填“左”或“右”)端与重物相连。
(2)下面列举了该实验的几个操作步骤(示意图如图甲所示):A.按照图示的装置安装器件;B.将打点计时器接到电源的交流输出端上;C.用天平测量出重物的质量;D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;E.测量纸带上打出的某些点之间的距离;F.根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
指出其中没有必要进行的和操作不恰当的步骤,将其选项对应的字母填在下面的横线上,并改正不恰当的步骤:没有必要进行的步骤是_______,理由是_________,操作不恰当的步骤是______,改正为__________。
6.由于滑块在气垫导轨上运动时所受的阻力很小,某同学采用了如图所示的装置来验证机械能守恒定律。
安装、调节好实验装置,他测量出两个光电门之间的距离为L,窄遮光板的宽度为d,释放沙桶后窄遮光板依次通过两个光电门的时间为t1、t2。
为了完成实验,他还需要测量的物理量是________、_______,判断机械能守恒的表达式为________。
(已知重力加速度为g,表达式要用题中所给的物理量和测量的物理量表示)7.用落体法验证机械能守恒定律的实验中:(1)运用公式212mv mgh 对实验条件的要求是:在打第一个点时重锤恰好由静止开始下落,为此所选择的纸带第1、2两个打点间的距离应接近___________.(2)某同学实验步骤如下:A .用天平准确测出重锤的质量;B .把打点定时器架在铁架台上,并接上直流电源;C .将纸带一端固定在重锤上,另一端穿过打点定时器的限位孔,使重锤靠近打点定时器;D .先释放重锤,后接通电源;E.取下纸带,再重复几次;F.选择纸带,测量纸带上某些点之间的距离G.根据测量结果进行计算你认为他实验步骤中多余的步骤是____________,错误的步骤是_____(均填序号)(3)在该实验中根据纸带算出相关各点的速度v ,量出下落的距离h ,以22v 为纵轴,以h 为横轴画出的图线应是下图中的________就证明机械能是守恒的,图象的斜率代表的物理量是________.8.一个人骑自行车在平直的路面上运动,当人停止蹬车后,车继续向前运动,运动过程中受到的阻力可以认为是大小不变的.试根据人停止蹬车这一运动过程,研究外力对物体做的功和物体运动速度的关系.要求写出探究思路、所需器材、测量数据、探究结果.9.为探究物体在下落过程中机械能是否守恒,某同学采用实验装置如下左图所示.(1)其设计方案如下:让质量为m 的铁块从开始端自由下落,开始端至光电门的高度差为h ,则此过程中小铁块的重力势能的减少量为 ;测出小铁块通过光电门时的速度为v ,则此过程小铁块动能的增加量为 ;比较两个量之间的关系就可得出此过程中机械能是否守恒,(已知当地重力加速度大小为g)(2)具体操作步骤如下:A.用天平测定小铁块的质量B.用游标卡尺测出立方体小铁块的边长d;C.用刻度尺测山电磁铁下端到光电门的距离h(h»d);D.电磁铁先通电(电源末画出),让小铁块吸在开始端;E.断开电源,让小铁块自由下落;F.计时装置记录小铁块经过光电门所用时间为t,计算出相应速度v;G.改变光电门的位置,从复C、D、E、F等步骤,得到七组(i h,2i v)数据:H.将七组数据据在v2-h坐标系中找到对应的坐标点,拟台得到如上右图所示直线,上述操作中有一步骤可以省略,你认为是(填步骤前的字母);写出计算小铁块经过光电门的速度表达式v= .(3)若v2-h图线满足条件_______ _______ __,则可判断小铁块在下落过程中机械能守恒.10.(1)在利用重锤做自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中,有关重锤的质量,下列说法正确的是(____)A.应选用质量较大的重锤,使重锤和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力B.应选用质量较小的重锤,使重锤的惯性小一些,下落时更接近于自由落体运动C.不需要称量重锤的质量D.必须称量重锤的质量(2)在该实验中,选定了一条较为理想的纸带,如图所示,“0”为起始点,以后纸带上所打的各点依次记为1、2、3…,测得的x1、x2、x3…是重锤从开始运动到各时刻的位移.已知打点计时器的打点周期为T ,重锤质量为m ,重力加速度为g ,则当打点计时器打点“4”时,重锤动能的表达式为________________;从“0”点到“4”点的过程中重锤重力势能的减少量表达式为_________________11.利用如图甲所示的装置进行验证机械能守恒定律的实验:(1)需要测量由静止开始到某点的瞬时速度v 与下落高度h ,某同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案:A .用刻度尺测出物体下落的高度h ,并通过2v gh =vB .用刻度尺测出物体下落的高度h ,用秒表测出下落时间t ,并通过v=gt 计算出瞬时速度vC .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某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,计算出瞬时速度vD .根据做匀变速直线运动时纸带某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,计算出瞬时速度v ,并通过22v h g=计算出高度h 以上方案中正确的是______;(2)实验中,测得所用的重物质量为1.00kg 实验中得到一条点迹清晰的纸带(如图乙所示),把第一个点记作O ,另选连续的五个点A 、B 、C 、D 、E 作为测量的点,经测量知道A 、B 、C 、D 、E 各点到O 点的距离分别为3.14cm 、4.90cm 、7.05cm 、9.59cm 、12.48cm ,已知电磁打点计时器所用的电源的频率为50Hz ,查得当地的重力加速g =9.80m/s 2,根据以上数据,打点计算器打下D 点时,重物下落的速度v D =_______m/s .根据以上数据,可知重物由O 点运动到D 点,重力势能的减少量等于______J ;(3)若同学丙在测量数据时不慎将上述纸带从OA 之间扯断,她仅利用A 点之后的纸带能否实验验证机械能守恒定律的目的?______(填“能”或“不能”)。
12.(1)如图甲所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分,图中背景方格的边长均为5 cm ,如果g =10 m/s 2,那么:①照相机的闪光频率是________Hz②小球输出的初速度的大小是________m/s③小球经过B 点时的速度大小是________m/s(2)某同学获得了如图乙所示的平抛运动的轨迹,并在图上建立了直角坐标系,坐标原点O 为小球的抛出点.若在轨迹上任取一点,测得坐标为(x ,y ),则还可以利用图象求出小球抛出时的初速度v 0=___13.某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前,提出以下几种猜想:①W v ∝,②2W v ∝,③W v ∝,…。
他们的实验装置如图甲所示,PQ 为一块倾斜放置的木块,在Q 处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q 点的速度)。
在刚开始实验时,有位同学提出,不需要测出物体质量,只要测出物体从初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的示数就行了,大家经过讨论采纳了该同学的建议。
(1)本实验中不需要测量物体质量的理由是什么?________(2)让物体分别从不同高度无初速释放,测出物体从初始位置到速度传感器的距离1234L L L L 、、、、…,读出物体每次通过速度传感器Q 的速度1234v v v v 、、、、…,并绘制了如图乙所示的L-v 图象。
根据绘制出的L-v 图象,若为了更直观地看出L 和v 的变化关系,他们下一步应该作出(______)A . 2L v -图象B . L v -图象C . 1L v -图象D . L v-图象 14.如图所示,在研究平抛运动时,小球A 沿轨道滑下,离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S ,被电磁铁吸住的小球B 同时自由下落.改变整个装置的高度H 做同样的实验,发现位于同一高度的A 、B 两球总是同时落地.(1)该实验现象说明了A 球在离开轨道后(________).A .水平方向的分运动是匀速直线运动B .水平方向的分运动是匀加速直线运动C .竖直方向的分运动是自由落体运动D .竖直方向的分运动是匀速直线运动(2)实验中记录了如图所示的一段轨迹ABC .已知物体是由原点O 水平抛出的,C 点的坐标为(60,45),则平抛物体的初速度为v 0=______m/s ,物体经过B 点时的速度v B =______m/s .(取g=10m/s 2)15.某学习小组在“探究功与速度变化的关系”的实验中采用了如图甲所示的实验装置.(1)按如图所示将实验仪器安装好,将木板左端适当垫高,其目的是______________________,确定方法是轻推小车,由打点计时器打在纸带上的点的是否均匀判断小车是否做匀速运动.(2)当小车在两条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为当用4条、6条、8条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时,橡皮筋对小车做的功记为2W 0、3W 0、4W 0…,每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出.关于该实验,下列说法正确的是___________.A .实验中使用的若干条橡皮筋的原长可以不相等B .每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出C .根据记录纸带上打出的点,求小车获得的速度的方法,是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算D .利用每次测出的小车最大速度m υ和橡皮筋做的功W ,依次作出W 〜m v ,W 〜2m v 、W 〜3m v 的图象,得出合力做功与物体速度变化的关系(3)图乙给出了某次在正确操作情况下打出的纸带,从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带,测得0点到A 、B 、C 、D 、E 五各点的距离分别为OA =5.65cm ,OB =7.12cm ,OC =8.78cm ,OD =10.40,OE =11.91cm.已知相邻两点打点时间间隔为0.02s ,则小车获得的最大速度=_________m/s.参考答案1.3f F kh = ; 41114mgH kh mgh =- ; 2.42()2h h f - 223421()8gh h h f =- 大于 3.B4.AB 0v = 5.左 C 在验证机械能守恒时,左右两边式子均有质量m ,可以约去,没有必要用天平测重物的质量 D 应先接通电源,待打点稳定后再释放纸带6.滑块和挡光板的总质量M 沙桶的质量m ()2222211()2d d mgL M m t t =+- 7.①2mm ②A BD ③B 重力加速度8.(1)使自行车获得某一速度后,停止蹬车,让自行车沿着平直路面前进,用秒表测出自行车从停止蹬车到停止运动所用的时间t ,用米尺测出自行车停止蹬车后运动的距离s.(2)设自行车无动力后受到的阻力是F 1,则这一过程阻力所做的功11W Fs =,自行车的初速度0v 2v 2s /t ==.(3)重复实验步骤(1)可以得到多组t 和s 的值.(4)通过作W v -图象或者计算的方法可以获得W v -的关系.(5)探究结果: 2W v ∝.9.(1)mgh 212mv (2)A d t(3)直线斜率的值与2g 在误差允许范围内相等 10. ACΔE p =mgx 4 11.C 1.36 0.940 能 12.(1)①10Hz②③(2)13. 根据动能定理列出方程式,可以简化约掉质量 A14. C; 2; ;15.平衡摩擦力 BD 0.83。