（高中物理）實(shí)驗(yàn)(一)探究動(dòng)能定理

1、5-5實(shí)驗(yàn)(一)探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)(二)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律一、選擇題1在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，以下物理量中需要用工具測(cè)量的有()a重錘的質(zhì)量b重力加速度c重錘下落的高度d與重錘下落高度對(duì)應(yīng)的重錘的瞬時(shí)速度答案c解析由機(jī)械能守恒定律列方程，等式兩邊都有質(zhì)量可消去，故不用測(cè)質(zhì)量，只需測(cè)重錘下落高度，計(jì)算出對(duì)應(yīng)點(diǎn)的速度，應(yīng)選c.2(·模擬)關(guān)于“探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是()a每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車(chē)做功的具體數(shù)值b每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度沒(méi)有必要保持一致c放小車(chē)的長(zhǎng)木板應(yīng)該盡量使其水平d先接通電源，再讓小車(chē)在橡皮筋的作用下彈出答案d解析本實(shí)驗(yàn)沒(méi)有必要測(cè)出橡

2、皮筋做的功到底是多少焦耳，只要測(cè)出以后各次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋做的功是第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的多少倍就已經(jīng)足夠了，a不正確；每次實(shí)驗(yàn)橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度必須保持一致，只有這樣才能保證以后各次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋做的功是第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的整數(shù)倍，b不正確；小車(chē)運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，只有使木板傾斜到一定程度，平衡掉摩擦力才能減小誤差，c不正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作，然后再讓小車(chē)在橡皮筋的作用下彈出，d正確3(·模擬)以下關(guān)于“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)誤差的說(shuō)法中，正確的選項(xiàng)是()a重物質(zhì)量的稱(chēng)量不準(zhǔn)會(huì)造成較大誤差b重物質(zhì)量選用得大些，有利于減小誤差c重物質(zhì)量選用得較小些，有利于減小誤差d紙帶下落

3、和打點(diǎn)不同步會(huì)造成較大誤差答案bd解析驗(yàn)證機(jī)械能守恒，即驗(yàn)證減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能即mghmv2，其中質(zhì)量可以約去，沒(méi)必要測(cè)量重物質(zhì)量，a不正確當(dāng)重物質(zhì)量大一些時(shí)，空氣阻力可以忽略，b正確，c錯(cuò)誤紙帶先下落而后打點(diǎn)，此時(shí)，紙帶上最初兩點(diǎn)的點(diǎn)跡間隔較正常時(shí)略大，用此紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，其結(jié)果是重物在打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)就有了初動(dòng)能，因此重物動(dòng)能的增加量比重物重力勢(shì)能的減少量大，d正確4某同學(xué)在做利用橡皮筋探究功與速度變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)時(shí)，拖著紙帶的小車(chē)在橡皮筋的作用下由靜止運(yùn)動(dòng)到木板底端，在此過(guò)程中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的相鄰點(diǎn)間的距離變化情況是()a始終是均勻的b先減小后增大c先增大后減小 d先增

4、大后均勻不變答案d解析橡皮筋對(duì)小車(chē)作用過(guò)程中小車(chē)速度增大，所以點(diǎn)間距增大，當(dāng)小車(chē)離開(kāi)橡皮筋后做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，點(diǎn)的間距不再變化，所以選d.5用如下列圖實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，某同學(xué)的以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()a必須用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間b實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，注意手提著紙帶使重物靠近計(jì)時(shí)器，先接通計(jì)時(shí)器電源，然后松開(kāi)紙帶c如果打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不豎直，重物下落時(shí)，其重力勢(shì)能有一局部消耗在紙帶摩擦上，就會(huì)造成重力勢(shì)能的變化小于動(dòng)能的變化d驗(yàn)證時(shí)，可以不測(cè)量重物的質(zhì)量或重力答案bd解析因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中運(yùn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器， 不需要測(cè)時(shí)間，a錯(cuò)誤；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不豎直，重物下落時(shí)，其重力勢(shì)能有一局部消耗在紙帶摩擦上，造成重力

5、勢(shì)能的減少大于動(dòng)能的增量，c錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)，為節(jié)約紙帶，便于測(cè)量，應(yīng)使重物靠近計(jì)時(shí)器，應(yīng)先通電后放手，b正確；因?yàn)閯?dòng)能和勢(shì)能表達(dá)式中都含有質(zhì)量，可以消去，故不需測(cè)質(zhì)量，d正確6“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，使用電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(所用交流電的頻率為50hz)，得到如下列圖的紙帶圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出來(lái)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()a實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先放開(kāi)紙帶再接通電源b(s6s1)等于(s2s1)的6倍c由紙帶可求出計(jì)數(shù)點(diǎn)b對(duì)應(yīng)的速率答案c解析使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)先接通電源后松開(kāi)紙帶，選項(xiàng)a錯(cuò)；t5×s0.1s，s6s15at2，s2s1at2，所以(s6s1)5(s2s1)

6、，選項(xiàng)bd錯(cuò)誤；由于s2、s3，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間t0.1s，所以可求得計(jì)數(shù)點(diǎn)b對(duì)應(yīng)的速度，選項(xiàng)c正確二、非選擇題7(1)用公式mv2mgh時(shí)對(duì)紙帶上起點(diǎn)的要求是_，為此，所選擇的紙帶第一、第二兩點(diǎn)間距離應(yīng)接近_(2)假設(shè)實(shí)驗(yàn)中所用重物的質(zhì)量m1kg，打點(diǎn)紙帶如圖甲所示，打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，那么記錄b點(diǎn)時(shí)，重物的速度vb_，重物動(dòng)能ekbb點(diǎn)，重物的重力勢(shì)能減少量是_，因此可得出的結(jié)論是_(3)根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點(diǎn)的速度v，量出下落距離h，那么以為縱軸，以h為橫軸畫(huà)出的圖線(xiàn)應(yīng)是如圖乙中的_答案(1)初速為零2mm(2)在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，重物動(dòng)能的增加等于重物重力勢(shì)能的減少(3)c解析(1)假

7、設(shè)重物是從初速度為零開(kāi)始下落，由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律sgt2，t取0.02s，g取/s2，可計(jì)算得s2mm.(2)由勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知vbac/2t，ekbmv，epbmgob由此可求得vbekb0.17j；epb在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，重物動(dòng)能的增加等于重物重力勢(shì)能的減少(3)因?yàn)閙v2mgh，約去m，得gh，所以h圖象應(yīng)是一條過(guò)原點(diǎn)的有斜率的直線(xiàn)，直線(xiàn)的斜率大小等于g，所以c正確8(·模擬)用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶，但在處理紙帶的過(guò)程中不小心把紙帶撕成三個(gè)小段，并丟了中間段的紙帶，剩下的兩段紙帶如下列圖電源頻率為50hz，在紙帶上打出的各點(diǎn)間距離

8、記錄在圖中(1)a、b兩點(diǎn)間的平均速度是_m/s；(2)喪失的中間段紙帶上有_個(gè)點(diǎn)；(3)由這兩段紙帶可以求得重力加速度g_m/s2.答案解析(1)t0.02s，v/s(2).152mmng×0.02s×0.02s，取重力加速度g/s2.得n4，兩段之間有3個(gè)間隔，故喪失2個(gè)點(diǎn)(3)4g×0.02s×0.02s，可知g/s2.9(·模擬)一學(xué)生利用如下列圖的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律該弧形軌道的末端水平，離地面的高度為h.現(xiàn)將一鋼球從軌道的不同高度h處由靜止釋放，鋼球的落點(diǎn)距離軌道末端水平距離為x.(1)假設(shè)實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的數(shù)據(jù)在誤差范圍內(nèi)滿(mǎn)足x2

9、_(用h、h表示)，那么說(shuō)明鋼球從釋放到落地的過(guò)程中機(jī)械能守恒(2)實(shí)際上軌道是不光滑的，鋼球下滑過(guò)程需要克服摩擦力做功，測(cè)得鋼球的質(zhì)量為m，那么鋼球在下滑過(guò)程中克服摩擦力做功大小為_(kāi)(不計(jì)空氣阻力)答案(1)4hh(2)mgh解析(1)鋼球從軌道下滑過(guò)程中，假設(shè)機(jī)械能守恒，那么有mghmv2，即v22gh平拋過(guò)程中hgt2，xvt所以x24hh(2)據(jù)動(dòng)能定理mghw克mv2又v，t所以w克mgh10(·模擬)某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)利用如下列圖裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理，按如下列圖組裝好器材，在未裝砂子的情況下釋放小桶，滑塊仍處于靜止?fàn)顟B(tài)你假設(shè)是小組中的一位成員，要完成該實(shí)驗(yàn) (1)你認(rèn)為首先要進(jìn)

10、行的步驟是_；(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證“滑塊受到的合力可認(rèn)為與砂和砂桶的總重力大小根本相等，砂和砂桶的總質(zhì)量m與滑塊的質(zhì)量m應(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系是_；(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓砂桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測(cè)出這兩點(diǎn)的間距l(xiāng)和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2(v1<v2)那么本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為_(kāi)(用題中的字母表示)答案(1)平衡摩擦力(2)mm(3)mglmvmv解析該實(shí)驗(yàn)中首先要平衡摩擦力以消除摩擦力作用，而為了保證“滑塊受到的合力可以認(rèn)為與砂和砂桶的總重力大小根本相等，需要讓運(yùn)動(dòng)加速度盡可能小一些，即要滿(mǎn)足mm，本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證動(dòng)能定理，也就是以滑

11、塊為研究對(duì)象，滑塊受到的合力做功等于滑塊的動(dòng)能增量，即要驗(yàn)證mglmvmv.11(·模擬)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖(甲)所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒(氣墊導(dǎo)軌底座已調(diào)水平)(1)如圖(乙)所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度d_cm；實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊從如圖(甲)所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t1.2×102s，那么滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度為_(kāi)m/s.在本次實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m、_和_(文字說(shuō)明并用相應(yīng)的字母表示)(2)本實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較_和_在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等(用測(cè)量的物理量符號(hào)表示)，從而驗(yàn)證了系統(tǒng)的機(jī)械能守恒

12、答案(1)0.520.43滑塊質(zhì)量m滑塊移動(dòng)的距離s(2)mgs(mm)()2解析(1)卡尺讀數(shù)為：d(50.1×2)mm.瞬時(shí)速度v還需測(cè)量的物理量有：鉤碼質(zhì)量m，滑塊質(zhì)量m，滑塊移動(dòng)的距離s.(2)系統(tǒng)假設(shè)機(jī)械能守恒，那么mgs(mm)()2故比較mgs和(mm)()2，假設(shè)在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等，那么機(jī)械能守恒12(·)現(xiàn)要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上a點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為m，左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上b點(diǎn)有一光電門(mén)，可以測(cè)量遮光片

13、經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光時(shí)間t，用d表示a點(diǎn)到導(dǎo)軌底端c點(diǎn)的距離，h表示a與c的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示a、b兩點(diǎn)間的距離，將遮光片通過(guò)光電門(mén)的平均速度看作滑塊通過(guò)b點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度. 用g表示重力加速度完成以下填空和作圖：(1)假設(shè)將滑塊自a點(diǎn)由靜止釋放，那么在滑塊從a運(yùn)動(dòng)至b的過(guò)程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量可表示為_(kāi)動(dòng)能的增加量可表示為_(kāi)假設(shè)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，與s的關(guān)系式為_(kāi). (2)屢次改變光電門(mén)的位置，每次均令滑塊自同一點(diǎn)(a點(diǎn))下滑，測(cè)量相應(yīng)的s與t值，結(jié)果如下表所示：12345s(m)t(ms)1/t2(104s2)以s為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在答題卡對(duì)應(yīng)圖2位置的坐標(biāo)紙中描出第1和第5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)：根據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線(xiàn)，求得該直線(xiàn)的斜率k_×104m1&