2021屆物理一輪總復(fù)習(xí)40分鐘鞏固提升訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)：探究做功與速度變化的關(guān)系驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

#/12將刻度尺豎直立于長木板上，讓細(xì)線懸吊著的小圓柱體剛好與刻度尺接觸，山刻度尺測出小圓柱體此時(shí)重心離長木板的高度加，將小圓柱體山靜止釋放，測出小圓柱體經(jīng)過光電門1的時(shí)間將刻度尺右移，重復(fù)步驟②多次，測出小圓柱體在不同位置釋放時(shí)重心離長木板的高度仙，記錄不同高度釋放后小圓柱體通過光電門1的時(shí)間f;測出小圓柱體的長厶算出每次小圓柱體實(shí)際下落的高度〃y ,作出p-//圖象，作出的圖象應(yīng)是 :如果求得圖線的斜率在誤差允許的范圍內(nèi)等于 ,則機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證.氣墊導(dǎo)軌（如圖甲所示）工作時(shí)，空氣從導(dǎo)軌表面的小孔噴出，在導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導(dǎo)軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力.為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，在水平氣墊導(dǎo)軌上放置兩個(gè)質(zhì)量均為“的滑塊，每個(gè)滑塊的一端分別與穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率均為b.氣墊導(dǎo)軌正常工作后，接通兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運(yùn)動(dòng)，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng).圖乙為某次實(shí)驗(yàn)打出的點(diǎn)跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以同間距的6個(gè)連續(xù)點(diǎn)為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長度51>S2和$3.若題中各物理量的單位均為國際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動(dòng)量大小分別為 、 ，兩滑塊總動(dòng)量大小為 :碰撞后兩滑塊的總動(dòng)量大小為 ?重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，多做兒次.若碰撞前、后兩滑塊的總動(dòng)量在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動(dòng)量守恒定律得到驗(yàn)證.乙如圖所示，已知A、B兩滑塊的質(zhì)量關(guān)系為拍攝共進(jìn)行了四次.第一次是在兩滑塊相撞之前，以后的三次是在碰撞之后.A滑塊原來處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)A、B滑塊在拍攝閃光照片的這段時(shí)間內(nèi)是在10cm至105cm這段范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)的（以滑塊上的箭頭位置為準(zhǔn)），試根據(jù)閃光照片（閃光時(shí)間間隔為0.4s）,分析得出：H AHARAlt A3滑塊碰撞前的速度;A滑塊碰撞后的速度心= ,3滑塊碰撞后的速度心= ?根據(jù)閃光照片分析說明碰撞發(fā)生位置在刻度尺 cm刻度處.根據(jù)閃光照片分析得出兩滑塊碰撞前兩個(gè)滑塊各自的質(zhì)量與各自的速度的乘積之和是 (kgm/s)(以表示)；兩滑塊碰撞后兩個(gè)滑塊各自的質(zhì)量與各自的速度的乘積之和是 (kg-m/s)(以iha表示).如圖1所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自山下落，利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.對于該實(shí)驗(yàn)，下列操作中對減小實(shí)驗(yàn)誤差有利的是 .重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對正精確測量出重物的質(zhì)量用手托穩(wěn)重物，接通電源后，釋放重物某實(shí)驗(yàn)小組利用上述裝置將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到50Hz的交流電源上，按正確操作得到了一條完整的紙帶，由于紙帶較長，圖中有部分未畫出，如圖2所示.紙帶上各點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的計(jì)時(shí)點(diǎn)，其中O點(diǎn)為紙帶上打出的第一個(gè)點(diǎn).重物下落高度應(yīng)從紙帶上計(jì)時(shí)點(diǎn)間的距離直接測出，利用下列測量值能完成驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的選項(xiàng)有 .OA.AD和EG的長度OC、BC和CD的長度BD、CF和EG的長度AC.3D和EG的長度用如圖所示的裝置來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，質(zhì)量為〃u的鋼球A用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，質(zhì)量為的鋼球B放在離地面高度為H的小支柱N上，O點(diǎn)到A球球心的距離為L,使懸線伸直并與豎直方向的夾角為“，釋放后人球擺到最低點(diǎn)時(shí)恰與B球發(fā)生對心碰撞，碰撞后，A球把原來靜止于豎直方向的輕質(zhì)指示針OC推到與豎直方向夾角為a處，3球落到地面上，地面上鋪有一張蓋有復(fù)寫紙的白紙，保持0角度不變，多次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，白紙上記錄多個(gè)3球的落點(diǎn)，進(jìn)而測得B球的水平位移s,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間.（1） A、B兩個(gè)鋼球的碰撞近似看成彈性碰撞，則A球質(zhì)量 球質(zhì)量（選填“大于”、“小于”TOC\o"1-5"\h\z或“等于”），為了對口紙上多個(gè)B球的落地點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，進(jìn)而確定落點(diǎn)的平均位置，需要用到的器材除刻度尺外，還需要 .（2） 用題中所給的物理量字母表示，碰撞前瞬間A球的動(dòng)量朋= ，碰撞后瞬間A球的動(dòng)量必= ,碰撞后瞬間3球的動(dòng)量必= ?現(xiàn)利用圖甲所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律.在圖中，氣墊導(dǎo)軌上有A、3兩個(gè)滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（圖中未畫出）的紙帶相連；滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計(jì)時(shí)器（未完全畫出）可以記錄遮光片通過光電門的時(shí)間. ?心）？ ■ ?乙實(shí)驗(yàn)測得滑塊A的質(zhì)量加i=O.31Okg,滑塊B的質(zhì)量加2=0.108kg,遮光片的寬度J=1.00cm；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率尸50.0H乙將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，給滑塊A一向右的初速度，使它與3相碰.碰后光電計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間&B=3.5xl（ns,碰撞前后打出的紙帶如圖乙所示.若實(shí)驗(yàn)允許的相對誤差絕對值（I碰抓器蠶管“1x100%）最大為5%,本實(shí)驗(yàn)是否在誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律？寫出運(yùn)算過程.某同學(xué)利用圖示裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.A、3是質(zhì)量均為加的小物塊，C是質(zhì)量為M的重物，A、3間山輕彈簧相連，A、C間山輕質(zhì)細(xì)繩相連.在物塊3下放置一壓力傳感器，重物C下放置一速度傳感器，壓力傳感器與速度傳感器相連.整個(gè)實(shí)驗(yàn)中彈簧均處于彈性限度內(nèi)，重力加速度大小為g.實(shí)驗(yàn)操作如下：壓力傳感器速度傳感器開始時(shí)，系統(tǒng)在一外力作用下保持靜止，細(xì)繩拉直但張力為零.現(xiàn)釋放C,使其向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)壓力傳感器示數(shù)為零時(shí)，速度傳感器測出C的速度為V.在實(shí)驗(yàn)中保持4、B質(zhì)量不變，改變C的質(zhì)量M,多次重復(fù)步驟a.回答下列問題：該實(shí)驗(yàn)中，M和加大小關(guān)系必滿足M 加(選填“小于”、“等于”或，大于”).為便于研究速度v與質(zhì)量M的關(guān)系，每次測C的速度時(shí)，C已下降的高度應(yīng) (選填“相同”或“不同”).根據(jù)所測數(shù)據(jù)，為更直觀地驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，應(yīng)作出 (選填V—AT、“一寺或-為)圖線?根據(jù)(3)中的圖線，若圖線在縱軸上的截距為b,則彈簧的勁度系數(shù)為 (用題給的已知量表示).(2)AB(3)〃?腫(2)AB(3)〃?腫2Xy—X\2T參考答案(1)汪+(2)下滑的位移x叱(3)過原點(diǎn)的直線滑塊的質(zhì)量M(1)毫米刻度尺(2)0.36(3)AD(1)12.895 (2)B (3)BD(1)C(2)0.5053.00(3)A(守)2—(守)2⑶系統(tǒng)誤差7-(DD⑵〃勸7-(DD⑵〃勸2氣業(yè)(3)BD^^ni8.(1)小圓柱體截面的直徑d黑)2—船2=g〃(2)/Zl過原點(diǎn)的一條傾斜直線手abs\ubs、abs\ubs、19.-t- -T- -ab(s\—S3)(1)1.00m/s0.75m/s0.50m/s30⑵l?5〃u 1.5iha(l)AB(2)BC12.(1)大于圓規(guī)⑵MAp2gL(112.(1)大于圓規(guī)⑵MAp2gL(1—cos#)mAp2g/L(1—cosa)2HniB.13?按定義，滑塊運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度大小卩為：\亡式中山為滑塊在很短時(shí)間卜內(nèi)走過的路程，設(shè)紙帶上打出相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為34,則May—0.02s可視為很短，設(shè)q在碰撞前后的瞬時(shí)速度大小分別為vo.vH將上式和圖給實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入可Z|l4.00x10-2彳尋：vq—002iyi/s—2.00iyi/s1.94x1O'2vi=—了門—m/s=0.970m/s設(shè)3在碰撞后的速度大小為巾，由上式有”2=丘代入題給實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得v