课时跟踪训练(二十)
[要点对点练]
一、对实验原理和操作的理解
1．在“验证机械能守恒定律”的实验中，对该实验更适合的重锤是( )
A．重锤的体积越小越好
B．应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些
C．应选用体积和质量都较小的重锤
D．选择的重锤体积应小一些质量尽量地大一些
[解析] 选择重锤时既要考虑减小空气阻力，又要考虑实验的方便、可操作，故D正确．
[答案] D
2．(多选)用自由落体法验证机械能守恒定律，就是看mv是否等于mghn(n为计数点的编号0、1、2…n)．下列说法中正确的是( )
A．打点计时器打第一个点0时，重物的速度为零
B．hn是计数点n到起始点0的距离
C．必须测量重物的质量
D．用vn＝gtn计算vn时，tn＝(n－1)T(T为打点周期)
[解析] 本实验的原理是利用重物的自由落体运动来验证机械能守恒定律．因此打点计时器打第一个点时，重物运动的速度应为零，A正确；hn与vn分别表示打第n个点时重物下落的高度和对应的瞬时速度，B正确；本实验中，不需要测量重物的质量，因为公式mgh＝mv2的两边都有m，故只要gh＝v2成立，mgh＝mv2就成立，机械能守恒定律也就被验证了，C错误；实验中应用公式vn＝来计算vn，D错误．
[答案] AB
3．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上
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接通电源且打点稳定时才能松开纸带．
[答案] C
4．(多选)为验证在自由落体运动过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用数字实验系统设计了一个实验，实验装置如右图所示，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v1，经过B点时的速度是v2，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．利用mv－mv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v－v与2gh是否相等
[解析] 物体重力势能减少量为mgh，动能增加量为mv－mv，计算gh和v－v，如果在实验误差允许范围内gh＝v－v，则机械能守恒定律得到验证．综上应选A、C.
[答案] AC
5．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两点时重物的速度分别是vB、vC，测得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．gh＝v－v B．gh＝c－v
C．vC＝vB＋gT D．v＋v＝2gh
[解析] 从B运动到C的过程中，重力势能的减少量为ΔEp＝mgh，动能的增加量为ΔEk＝mv－mv，所以验证机械能守恒的表达式为mgh＝mv－mv，即gh＝v－v，选项B正确．
[答案] B
