2024高考物理一輪復(fù)習(xí)課練19實驗探究做功與速度變化的關(guān)系驗證機械能守恒定律驗證動量守恒定律含解析新人教版

PAGE18-課練19試驗探究做功與速度變更的關(guān)系驗證機械能守恒定律驗證動量守恒定律1．[2024·甘肅省渭源四中考試]探究“做功和物體速度變更的關(guān)系”的試驗裝置如圖甲所示，圖中是小車在1條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形．試驗中小車獲得的速度為v，由打點計時器所打出的紙帶測出，橡皮筋對小車做的功記為W；試驗時，將木板左端調(diào)整到適當(dāng)高度，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放．請回答下列問題：當(dāng)我們把2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次……試驗．請回答下列問題：(1)除了圖甲中已給出的器材外，須要的器材還有：溝通電源、________.(2)如圖乙所示是小車在某次運動過程中打點計時器在紙帶上打出的一系列的點，打點的時間間隔為0.02s，則小車離開橡皮筋后的速度為________m/s.(保留兩位有效數(shù)字)(3)將幾次試驗中橡皮筋對小車所做的功W和小車離開橡皮筋后的速度v，進行數(shù)據(jù)處理，以W為縱坐標(biāo)，v或v2為橫坐標(biāo)作圖，其中可能符合實際狀況的是________．2．[2024·湖南省洞口一中模擬]如圖1所示，打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止起先自由下落，利用此裝置驗證機械能守恒定律．(1)對于該試驗，下列操作中對減小試驗誤差有利的是________．A．重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘B．兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對正C．精確測量出重物的質(zhì)量D．用手托穩(wěn)重物，接通電源后，釋放重物(2)某試驗小組利用上述裝置將打點計時器接到50Hz的溝通電源上，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．紙帶上各點是打點計時器打出的計時點，其中O點為紙帶上打出的第一個點．重物下落高度應(yīng)從紙帶上計時點間的距離干脆測出，利用下列測量值能完成驗證機械能守恒定律的選項有________．A．OA、AD和EG的長度B．OC、BC和CD的長度C．BD、CF和EG的長度D．AC、BD和EG的長度3．[2024·河南鄭州一中測試]在利用碰撞做“驗證動量守恒定律”的試驗中，試驗裝置如圖甲所示，圖甲中斜槽PQ與水平槽QR平滑連接，按要求安裝好儀器后起先試驗．先不放被碰小球，使入射小球從斜槽上的A點由靜止?jié)L下，重復(fù)試驗若干次；然后把被碰小球靜止放在槽的水平部分的前端邊緣B處(槽口)，再使入射小球從斜槽上的A點由靜止?jié)L下，再重復(fù)試驗若干次，在白紙上記錄下掛于槽口B的重垂線在記錄紙上的豎直投影點和各次試驗時小球落點的平均位置，從左至右依次為O、M、P、N點，測得兩小球直徑相等，入射小球和被碰小球的質(zhì)量分別為m1、m2，且m1＝2m2.則：(1)兩小球的直徑用螺旋測微器測得，測量結(jié)果如圖乙，則兩小球的直徑均為________mm.(2)入射小球每次都應(yīng)從斜槽上的同一位置無初速度釋放，其目的是________．A．使入射小球每次都能水平飛出槽口B．使入射小球每次都以相同的動量到達槽口C．使入射小球在空中飛行的時間不變D．使入射小球每次都能與被碰小球?qū)π呐鲎?3)下列有關(guān)本試驗的說法中正確的是________．A．未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落點分別是M、PB．未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落點分別是P、MC．未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落點分別是N、MD．在誤差允許的范圍內(nèi)若測得|ON|＝2|MP|，則表明碰撞過程中兩小球組成的系統(tǒng)滿意動量守恒定律練高考小題4．[2024·全國卷Ⅰ]某同學(xué)用圖(a)所示的試驗裝置驗證機械能守恒定律，其中打點計時器的電源為溝通電源，可以運用的頻率有20Hz、30Hz和40Hz.打出紙帶的一部分如圖(b)所示．圖(a)圖(b)該同學(xué)在試驗中沒有記錄溝通電的頻率f，須要用試驗數(shù)據(jù)和其他題給條件進行推算．(1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用f和圖(b)中給出的物理量可以寫出：在打點計時器打出B點時，重物下落的速度大小為________，打出C點時重物下落的速度大小為________，重物下落的加速度大小為________．(2)已測得s1＝8.89cm，s2＝9.50cm，s3＝10.10cm；當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?.80m/s2，試驗中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%.由此推算出f為________Hz.5．[2024·江蘇卷]某同學(xué)用如圖1所示的裝置驗證機械能守恒定律．一根細(xì)線系住鋼球，懸掛在鐵架臺上，鋼球靜止于A點．光電門固定在A的正下方，在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條．將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經(jīng)過光電門的擋光時間t可由計時器測出，取v＝eq\f(d,t)作為鋼球經(jīng)過A點時的速度．記錄鋼球每次下落的高度h和計時器示數(shù)t，計算并比較鋼球在釋放點和A點之間的勢能變更大小ΔEp與動能變更大小ΔEk，就能驗證機械能是否守恒．(1)用ΔEp＝mgh計算鋼球重力勢能變更的大小，式中鋼球下落高度h應(yīng)測量釋放時的鋼球球心到________之間的豎直距離．A．鋼球在A點時的頂端B．鋼球在A點時的球心C．鋼球在A點時的底端圖1圖2(2)用ΔEk＝eq\f(1,2)mv2計算鋼球動能變更的大?。每潭瘸邷y量遮光條寬度，示數(shù)如圖2所示，其讀數(shù)為________cm.某次測量中，計時器的示數(shù)為0.0100s．則鋼球的速度為v＝________m/s.(3)下表為該同學(xué)的試驗結(jié)果：ΔEp(×10－2J)4.8929.78614.6919.5929.38ΔEk(×10－2J)5.0410.115.120.029.8他發(fā)覺表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異，認(rèn)為這是由空氣阻力造成的．你是否同意他的觀點？請說明理由．(4)請你提出一條減小上述差異的改進建議．6．[2024·江蘇卷，10]某愛好小組用如圖1所示的裝置驗證動能定理．(1)有兩種工作頻率均為50Hz的打點計時器供試驗選用：A．電磁打點計時器B．電火花打點計時器為使紙帶在運動時受到的阻力較小，應(yīng)選擇_________(選填“A”或“B”)．(2)保持長木板水平，將紙帶固定在小車后端，紙帶穿過打點計時器的限位孔．試驗中，為消退摩擦力的影響，在砝碼盤中漸漸加入沙子，直到小車起先運動．同學(xué)甲認(rèn)為此時摩擦力的影響已得到消退．同學(xué)乙認(rèn)為還應(yīng)從盤中取出適量沙子，直至輕推小車視察到小車做勻速運動．看法正確的同學(xué)是_______________(選填“甲”或“乙”)．(3)消退摩擦力的影響后，在砝碼盤中加入砝碼．接通打點計時器電源，松開小車，小車運動．紙帶被打出一系列點，其中的一段如圖2所示．圖中紙帶按實際尺寸畫出，紙帶上A點的速度vA＝________m/s.(4)測出小車的質(zhì)量為M，再測出紙帶上起點到A點的距離為L.小車動能的變更量可用ΔEk＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,A)算出．砝碼盤中砝碼的質(zhì)量為m，重力加速度為g.試驗中，小車的質(zhì)量應(yīng)________(選填“遠大于”“遠小于”或“接近”)砝碼、砝碼盤和沙子的總質(zhì)量，小車所受合力做的功可用W＝mgL算出．多次測量，若W與ΔEk均基本相等則驗證了動能定理．練模擬小題7．[2024·河北省景縣梁集中學(xué)調(diào)研]如圖1所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，用重物帶動紙帶從靜止起先自由下落，利用此裝置可驗證機械能守恒定律．(1)已打算的器材有打點計時器(帶導(dǎo)線)、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還須要的器材是________．A．直流電源、天平及砝碼B．直流電源、刻度尺C．溝通電源、天平及砝碼D．溝通電源、刻度尺(2)安裝好試驗裝置，正確進行試驗操作，從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖2所示．圖中O點為打點起始點，且速度為零．選取紙帶上打出的連續(xù)點A、B、C、…作為計時點，測出其中E、F、G點距起始點O的距離分別為h1、h2、h3.已知重物質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，計時器打點周期為T.為了驗證此試驗過程中機械能是否守恒，須要計算出從O點到F點的過程中，重物重力勢能的削減量ΔEp＝________，動能的增加量ΔEk＝________(用題中所給字母表示)．(3)試驗結(jié)果往往是重力勢能的削減量略大于動能的增加量，關(guān)于這個誤差下列說法正確的是________．A．該誤差屬于偶然誤差B．該誤差屬于系統(tǒng)誤差C．可以通過多次測量取平均值的方法來減小該誤差D．可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差(4)某同學(xué)在試驗中發(fā)覺重物增加的動能略小于重物削減的重力勢能，于是深化探討阻力f對本試驗的影響．他測出各計時點到起始點的距離h，并計算出打下各計數(shù)點時的速度v，用試驗測得的數(shù)據(jù)繪制出v2－h(huán)圖線，如圖3所示．圖象是一條直線，此直線斜率k＝______(可能用到的物理量有m、g、f)8．[2024·濰坊月考]現(xiàn)利用圖甲所示的裝置驗證動量守恒定律．在圖中，氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點計時器(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，光電計時器(未完全畫出)可以記錄遮光片通過光電門的時間．甲乙試驗測得滑塊A的質(zhì)量m1＝0.310kg，滑塊B的質(zhì)量m2＝0.108kg，遮光片的寬度d＝1.00cm；打點計時器所用溝通電的頻率f＝50.0Hz.將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，啟動打點計時器，給滑塊A一向右的初速度，使它與B相碰．碰后光電計時器顯示的時間ΔtB＝3.5×10－3s，碰撞前后打出的紙帶如圖乙所示．若試驗允許的相對誤差肯定值(|eq\f(碰撞前后總動量之差,碰前總動量)|×100%)最大為5%，本試驗是否在誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律？寫出運算過程．———[綜合測評提實力]———1．[2024·重慶一中期中]某同學(xué)利用如圖所示的裝置探究功與速度變更的關(guān)系．(1)小物塊在橡皮筋的作用下彈出，沿光滑水平桌面滑行，之后做平拋運動落至水平地面上，落地點記為M1；(2)在釘子上分別套上2條、3條、4條、……同樣的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的長度都保持一樣，重復(fù)步驟(1)，小物塊落地點分別記為M2、M3、M4、….(3)測量相關(guān)數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)處理．①為求出小物塊從桌面拋出時的動能，須要測量下列物理量中的________(填正確答案標(biāo)號，g已知)．A．小物塊的質(zhì)量mB．橡皮筋的原長xC．橡皮筋的伸長量ΔxD．桌面到地面的高度hE．小物塊拋出點到落地點的水平距離L②將幾次試驗中橡皮筋對小物塊做的功分別記為W1、W2、W3、…，小物塊拋出點到落地點的水平距離分別記為L1、L2、L3、…，若功與速度的平方成正比，則應(yīng)以W為縱軸、________(填“L”或“L2”)為橫軸作圖，才能得到一條直線．③假如小物塊與桌面之間的摩擦不能忽視，則由此引起的誤差屬于________(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)．2．[2024·甘安靜寧一中模擬]圖甲是某同學(xué)驗證動能定理的試驗裝置．其步驟如下：A．易拉罐內(nèi)盛上適量細(xì)砂，用輕繩通過滑輪連接在小車上，小車連接紙帶．合理調(diào)整木板傾角，讓小車沿木板勻速下滑；B．取下輕繩和易拉罐，測出易拉罐和細(xì)砂的總質(zhì)量m及小車質(zhì)量M；C．取下輕繩和易拉罐換一條紙帶，將小車由靜止釋放，打出的紙帶如圖乙(中間部分未畫出)，O為打下的第一個點．已知打點計時器的打點頻率為f，重力加速度為g.(1)步驟C中小車所受的合外力為________；(2)為驗證從O→C過程中小車所受合外力做功與小車動能變更的關(guān)系，測出B、D間的距離為x0，O、C間的距離為x1，則打下C點時小車的速度大小為________．須要驗證的關(guān)系式為________(用所測物理量的符號表示)．3．[2024·開封一模]利用如圖甲所示裝置驗證機械能守恒定律．輕繩與輕滑輪間摩擦不計，繩子不行伸長．物體A(含遮光片)和B的質(zhì)量分別為m和M，物體B由靜止釋放后向下運動，遮光片經(jīng)過光電門的時間為Δt.測得釋放處遮光片到光電門中心的豎直距離為h.(1)用游標(biāo)卡尺測出物體A上遮光片的寬度d如圖乙所示，則d＝________mm.(2)若滿意關(guān)系式________________(用題中已知量的符號表示，已知重力加速度為g)，則可驗證機械能守恒定律．4．[2024·遼寧沈陽期末]利用氣墊導(dǎo)軌驗證機械能守恒定律，試驗裝置如圖甲所示，水平桌面上固定一水平的氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上A點處有一滑塊，其質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的小球相連．調(diào)整細(xì)繩的長度使每次試驗時滑塊運動到B點處與勁度系數(shù)為k的彈簧接觸時小球恰好落地，測出每次彈簧的壓縮量x，假如在B點的正上方安裝一個速度傳感器，用來測量滑塊到達B點時的速度，發(fā)覺速度v與彈簧的壓縮量x成正比，作出速度v隨彈簧壓縮量x變更的圖象如圖乙所示，測得v－x圖象的斜率k′＝eq\r(\f(k,M)).在某次試驗中，某同學(xué)沒有開啟速度傳感器，但測出了A、B兩點間的距離為L，彈簧的壓縮量為x0，重力加速度用g表示，則：(1)滑塊從A處到達B處時，滑塊和小球組成的系統(tǒng)動能增加量可表示為ΔEk＝________，系統(tǒng)的重力勢能削減量可表示為ΔEp＝________，在誤差允許的范圍內(nèi)，若ΔEk＝ΔEp，則可認(rèn)為系統(tǒng)的機械能守恒．(用題中字母表示)(2)在試驗中，該同學(xué)測得M＝m＝1kg，彈簧的勁度系數(shù)k＝100N/m，并變更A、B間的距離L，作出的x2－L圖象如圖丙所示，則重力加速度g＝________m/s2.5．[2024·遼寧六校聯(lián)考]如圖所示是用來驗證動量守恒定律的試驗裝置，彈性球1用細(xì)線懸掛于O點，O點下方桌子的邊沿有一豎直立柱．試驗時，調(diào)整懸點，使彈性球1靜止時恰與立柱上的球2接觸且兩球等高．將球1拉到A點，并使之靜止，同時把球2放在立柱上．釋放球1，當(dāng)它擺到懸點正下方時與球2發(fā)生對心碰撞，碰后球1向左最遠可擺到B點，球2落到水平地面上的C點．測出有關(guān)數(shù)據(jù)即可驗證1、2兩球碰撞時動量守恒．現(xiàn)已測出兩彈性球1、2的質(zhì)量m1、m2，A點離水平桌面的高度為a，B點離水平桌面的高度為b，C點與桌子的水平距離為c.(1)要完成試驗，還須要測量的量是____________和____________．(2)依據(jù)測量的數(shù)據(jù)，該試驗中動量守恒的表達式為____________．(忽視小球的大小)6．[2024·長沙雅禮中學(xué)考試]某物理愛好小組利用如圖甲所示的裝置進行驗證動量守恒定律及測量平臺上A點左側(cè)平面與小滑塊a之間的動摩擦因數(shù)的試驗．在足夠長的水平平臺上的A點放置一個光電門，水平平臺上A點右側(cè)摩擦很小，可忽視不計，左側(cè)為粗糙水平面，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間.試驗步驟如下：A．在小滑塊a上固定一個寬度為d的擋光片；B．用天平分別測出小滑塊a(含擋光片)和小球b的質(zhì)量ma、mb；C．在a和b間用細(xì)線連接，中間夾有一被壓縮了的輕短彈簧(未畫出)，靜止放置在平臺上；D．燒斷細(xì)線后，a、b瞬間被彈開，向相反方向運動；E．記錄滑塊a通過光電門時擋光片的遮光時間Δt；F．滑塊a最終停在C點(圖中未畫出)用刻度尺測出AC之間的距離sa；G．小球b從平臺邊緣飛出后，落在水平地面上的B點，用刻度尺測出平臺距水平地面的高度h及平臺邊緣重垂線與B點之間的水平距離sb；H．變更彈簧壓縮量，進行多次測量．(1)用螺旋測微器測量擋光片的寬度，測量結(jié)果如圖乙所示，則擋光片的寬度為________mm；(2)該試驗要驗證“動量守恒定律”，則只需驗證a、b彈開后的動量大小是否相等，即a的動量大小________是否等于b的動量大小________；(用所涉及物理量的字母表示)(3)變更彈簧壓縮量，多次測量后，該試驗小組得到小滑塊a的sa與eq\f(1,Δt2)的關(guān)系圖象如圖丙所示，圖象的斜率為k，則平臺上A點左側(cè)與滑塊a之間的動摩擦因數(shù)大小為________．(用字母表示)7．某試驗小組依據(jù)如圖1所示的裝置對中學(xué)試驗進行連續(xù)探究或驗證．試驗一：探究小車做勻變速直線運動規(guī)律；試驗二：驗證牛頓其次定律；試驗三：探究小車受到的合力做的功與動能變更的關(guān)系．(1)下列說法正確的是________．A．三個試驗操作中均先釋放小車，再接通打點計時器的電源B．試驗一不須要平衡摩擦力，試驗二和試驗三須要平衡摩擦力C．試驗一和試驗二須要滿意小車質(zhì)量遠大于鉤碼總質(zhì)量，試驗三則不須要D．要求全部完成上述三個試驗，除了圖1中所示的試驗器材外，還要供應(yīng)的共同試驗器材有刻度尺(2)試驗小組依據(jù)規(guī)范操作打出的紙帶如圖2所示，已知相鄰計數(shù)點a、b、c、d間的時間間隔為T，間距分別為s1、s2、s3，鉤碼總質(zhì)量為m，小車質(zhì)量為M，且M?m，重力加速度大小為g，以小車為探討對象，那么從b到c小車合力做的功W＝________，小車動能的變更量ΔEk＝________.(3)在(2)問中，用鉤碼總重力代替小車受到的細(xì)線拉力，存在________(選填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)．8．[2024·山東六校聯(lián)考]某同學(xué)用兩個光電門驗證機械能守恒定律，裝置如圖1所示，讓細(xì)線懸吊的質(zhì)量分布勻稱的小圓柱體繞懸點O在豎直面內(nèi)做圓周運動，將光電門1固定在小圓柱體運動軌跡的最低點，調(diào)整光電門2的位置，使小圓柱體在運動過程中阻擋光電門發(fā)出的光．記錄小圓柱體通過光電門1、2的時間t1、t2，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.(1)要驗證機械能守恒，除了要測量兩個光電門間的高度差h，還須要測量的物理量有____________(寫出物理量名稱及符號)，要驗證機械能守恒，只要驗證等式______________(用已知量和測量量表示)成馬上可．(2)由于兩個光電門間的高度差比較難測量，該同學(xué)又改進了試驗方法．①如圖2所示，將光電門1放于水平長木板的兩側(cè)，適當(dāng)調(diào)整細(xì)線懸點O的位置，使小圓柱體通過最低點時恰好與長木板相碰，光電門的光束與小圓柱體靜止懸掛時的重心在同一高度；②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，由刻度尺測出小圓柱體此時重心離長木板的高度h1，將小圓柱體由靜止釋放，測出小圓柱體經(jīng)過光電門1的時間t；③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重心離長木板的高度h1，記錄不同高度釋放后小圓柱體通過光電門1的時間t；④測出小圓柱體的長L，算出每次小圓柱體實際下落的高度h′＝________，作出eq\f(1,t2)－h(huán)′圖象，作出的圖象應(yīng)是____________；假如求得圖線的斜率在誤差允許的范圍內(nèi)等于________，則機械能守恒定律得到驗證.課練19試驗探究做功與速度變更的關(guān)系驗證機械能守恒定律驗證動量守恒定律[狂刷小題夯基礎(chǔ)]1．答案：(1)毫米刻度尺(2)0.36(3)AD解析：(1)須要的器材除了溝通電源外，還有毫米刻度尺；(2)小車離開橡皮筋后的速度為v＝eq\f(7.2×10－3,0.02)m/s＝0.36m/s；(3)因為W＝eq\f(1,2)mv2，則以W為縱坐標(biāo)，v或v2為橫坐標(biāo)作圖，其中可能符合實際狀況的是A、D.2．答案：(1)A、B(2)B、C解析：(1)重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘，減小空氣阻力，以減小誤差，A正確；兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對正，減小紙帶和打點計時器之間的阻力，以減小誤差，B正確；驗證機械能守恒定律需驗證：mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，重物質(zhì)量可以消掉，故無需測量重物的質(zhì)量，C錯誤；用手拉穩(wěn)紙帶，而不是托住重物，接通電源后，釋放紙帶，D錯誤．(2)由EG的長度可求出打F點時重物的速度vF，打O點時重物的速度為v1＝0，但求不出O、F之間的距離h1，A錯誤；由BC和CD的長度可求出打C點時重物的速度vC，打O點時重物的速度v1＝0，O、C之間的距離為h2，可以用來驗證機械能守恒定律，B正確；由BD和EG的長度可分別求出打C點時重物的速度vC和打F點時重物的速度vF，C、F之間的距離為h3，可以用來驗證機械能守恒定律，C正確；AC、BD和EG的長度可分別求出打B、C、F三點時重物的速度，但BC、CF、BF的長度都無法求出，故無法驗證機械能守恒定律，D錯誤．3．答案：(1)12.895(2)B(3)BD解析：(1)螺旋測微器的主尺部分長度為12.5mm，轉(zhuǎn)動部分讀數(shù)為：39.5×0.01mm，故最終讀數(shù)為：(12.5＋0.395)mm＝12.895mm；(2)入射小球每次都應(yīng)從斜槽上的同一位置無初速度釋放，是為了使小球每次都以相同的速度飛出槽口，即為了保證入射小球每次都以相同的動量到達槽口，B正確；(3)未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落點分別為P、M，A、C錯誤，B正確；設(shè)入射小球碰前瞬間的速度為v1，碰后瞬間的速度為v′1，碰后瞬間被碰小球的速度為v′2，則m1v1＝m1v′1＋m2v′2，由于m1＝2m2，則有2(v1－v′1)＝v′2，設(shè)平拋時間為t，則OM＝v′1t，ON＝v′2t，OP＝v1t，所以若系統(tǒng)碰撞的過程中動量守恒，則滿意|ON|＝2|MP|，D正確．4．答案：(1)eq\f(1,2)f(s1＋s2)eq\f(1,2)f(s2＋s3)eq\f(1,2)f2(s3－s1)(2)40解析：(1)重物勻加速下落時，依據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律得vB＝eq\f(s1＋s2,2T)＝eq\f(1,2)f(s1＋s2)vC＝eq\f(s2＋s3,2T)＝eq\f(1,2)f(s2＋s3)由s3－s1＝2aT2得a＝eq\f(f2s3－s1,2)(2)依據(jù)牛頓其次定律，有mg－kmg＝ma依據(jù)以上各式，化簡得f＝eq\r(\f(21－kg,s3－s1))代入數(shù)據(jù)可得f≈40Hz.5．答案：(1)B(2)1.50(1.49～1.51都算對)1.50(1.49～1.51都算對)(3)不同意，因為空氣阻力會造成ΔEk小于ΔEp，但表中ΔEk大于ΔEp.(4)分別測出光電門和球心到懸點的長度L和l，計算ΔEk時，將v折算成鋼球的速度v′＝eq\f(l,L)v.解析：(1)高度變更要比較鋼球球心的高度變更．(2)毫米刻度尺讀數(shù)時要估讀到毫米下一位，由v＝eq\f(d,t)代入數(shù)據(jù)可計算出相應(yīng)速度．(3)從表中數(shù)據(jù)可知ΔEk>ΔEp，若有空氣阻力，則應(yīng)為ΔEk<ΔEp，所以不同意他的觀點．(4)試驗中遮光條經(jīng)過光電門時的速度大于鋼球經(jīng)過A點時的速度，因此由ΔEk＝eq\f(1,2)mv2計算得到的ΔEk偏大，要減小ΔEp與ΔEk的差異可考慮將遮光條的速度折算為鋼球的速度．6．答案：(1)B(2)乙(3)0.31(0.30～0.33都算對)(4)遠大于解析：(1)電火花打點計時器對紙帶的阻力小于電磁打點計時器對紙帶的阻力，試驗時誤差小，故選B.(2)在砝碼盤中漸漸加入沙子直至小車起先運動，小車從靜止起先做加速運動，此時砝碼盤和沙子的總重力大于小車與長木板間的滑動摩擦力，平衡摩擦力過度；輕推小車，小車做勻速運動，依據(jù)平衡條件可知，此時砝碼盤和沙子的總重力等于小車與長木板間的滑動摩擦力大小，消退了摩擦力的影響，看法正確的是同學(xué)乙．(3)在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度．用刻度尺量出A左側(cè)第一個點與A右側(cè)第一個點之間的距離l＝1.24cm，再除以0.02s×2＝0.04s，可得vA＝0.31m/s.(4)本試驗中砝碼的重力應(yīng)當(dāng)是小車所受的合外力．只有當(dāng)小車的質(zhì)量遠大于砝碼盤、砝碼以及沙子的總質(zhì)量時，才可以將砝碼的重力當(dāng)成小車受到的合外力．7．答案：(1)D(2)mgh2eq\f(mh3－h(huán)12,8T2)(3)BD(4)eq\f(2mg－f,m)解析：(1)打點計時器的工作電源是溝通電源，在試驗中須要刻度尺測量紙帶上點與點間的距離從而可知重物下降的距離，以及通過紙帶上兩點的距離，求出平均速度，從而可知瞬時速度，紙帶上相鄰兩計時點的時間間隔已知，所以不須要秒表，重物的質(zhì)量可以不必測量，因此還須要的器材有D；(2)從打下O點到打下F點的過程中，重物重力勢能的削減量ΔEp＝mgh2，F(xiàn)點的瞬時速度：vF＝eq\f(h3－h(huán)1,2T)，則動能的增加量為ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,F)＝eq\f(mh3－h(huán)12,8T2)；(3)試驗結(jié)果往往是重力勢能的削減量略大于動能的增加量，這個誤差是系統(tǒng)誤差，無法避開，可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差，B、D正確；(4)依據(jù)能量關(guān)系可知：mgh＝eq\f(1,2)mv2＋fh，解得v2＝eq\f(2mg－f,m)h，可知圖線的斜率k＝eq\f(2mg－f,m).8．答案：見解析解析：按定義，滑塊運動的瞬時速度大小v為：v＝eq\f(Δs,Δt)式中Δs為滑塊在很短時間Δt內(nèi)走過的路程，設(shè)紙帶上打出相鄰兩點的時間間隔為ΔtA，則ΔtA＝eq\f(1,f)＝0.02sΔtA可視為很短，設(shè)A在碰撞前后的瞬時速度大小分別為v0、v1，將上式和圖給試驗數(shù)據(jù)代入可得：v0＝eq\f(4.00×10－2,0.02)m/s＝2.00m/sv1＝eq\f(1.94×10－2,0.02)m/s＝0.970m/s.設(shè)B在碰撞后的速度大小為v2，由上式有v2＝eq\f(d,ΔtB)代入題給試驗數(shù)據(jù)得v2＝2.86m/s設(shè)兩滑塊在碰撞前、后的動量分別為p和p′，則p＝m1v0，p′＝m1v1＋m2v2.兩滑塊在碰撞前、后總動量相對誤差的肯定值δr＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(p－p′,p)))×100%聯(lián)立上式并代入有關(guān)數(shù)據(jù)可得：δr＝1.7%<5%因此，本試驗在允許的誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律．[綜合測評提實力]1．答案：(3)①A、D、E'②L2'③系統(tǒng)誤差解析：(3)①小物塊離開桌面后做平拋運動，依據(jù)桌面到地面的高度h＝eq\f(1,2)gt2，可計算出平拋運動的時間，再依據(jù)小物塊拋出點到落地點的水平距離L＝v0t，可計算出小物塊離開桌面時的速度，依據(jù)動能的表達式Ek＝eq\f(1,2)mv20，還須要知道小物塊的質(zhì)量，故A、D、E正確，B、C錯誤；②依據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2和L＝v0t，可得v20＝eq\f(g,2h)L2，因為功與速度的平方成正比，所以功與L2成正比，故應(yīng)以W為縱軸、L2為橫軸作圖，才能得到一條直線；③一般來說，從多次測量揭示出的試驗誤差稱為偶然誤差，不能從多次測量揭示出的試驗誤差稱為系統(tǒng)誤差．由于小物塊與桌面之間的摩擦不能忽視，則由此引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差．2．答案：(1)mg(2)eq\f(x0f,2)mgx1＝eq\f(Mx\o\al(2,0)f2,8)解析：(1)小車勻速下滑時受到重力、支持力、摩擦力和拉力，合力為零；撤去拉力后，其余力不變，故合力大小等于撤去的拉力，即為mg；(2)勻變速直線運動的平均速度大小等于中間時刻的瞬時速度，故vC＝eq\f(x0,2T)＝eq\f(x0f,2)，動能增加量為ΔEk＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,C)＝eq\f(Mx\o\al(2,0)f2,8)，合力做的功為W＝mgx1，須要驗證的關(guān)系式為mgx1＝eq\f(Mx\o\al(2,0)f2,8).3．答案：(1)4.50(2)(M－m)gh＝eq\f(1,2)(M＋m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt)))2解析：(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為4mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0.05×10mm＝0.50mm，則d＝4.50mm.(2)遮光片通過光電門的瞬時速度為v＝eq\f(d,Δt)，則系統(tǒng)動能的增加量ΔEk＝eq\f(1,2)(M＋m)v2＝eq\f(1,2)(M＋m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt)))2，系統(tǒng)重力勢能的削減量ΔEp＝(M－m)gh，即若滿意關(guān)系式(M－m)gh＝eq\f(1,2)(M＋m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt)))2，即可驗證機械能守恒定律．4．答案：(1)eq\f(kx\o\al(2,0)M＋m,2M)mgL(2)9.6解析：(1)由題意可知，當(dāng)彈簧的壓縮量為x0時，對應(yīng)的滑塊速度v＝k′x0＝eq\r(\f(k,M))x0，則滑塊和小球組成的系統(tǒng)動能增加量可表示為ΔEk＝eq\f(1,2)(M＋m)v2＝eq\f(kx\o\al(2,0)M＋m,2M)，系統(tǒng)的重力勢能削減量可表示為ΔEp＝mgL.(2)由機械能守恒有eq\f(1,2)(M＋m)v2＝mgL，v＝eq\r(\f(k,M))x，代入數(shù)據(jù)解得x2＝eq\f(g,100s－2)L；由圖象可知eq\f(g,100s－2)＝eq\f(0.192,2)m，解得g＝9.6m/s2.5．答案：(1)立柱的高度h桌面的高度H(2)2m1eq\r(a－h(huán))＝2m1eq\r(b－h(huán))＋m2eq\f(c,\r(h＋H))解析：(1)球1從A處下擺的過程中只有重力做功，機械能守恒，依據(jù)機械能守恒定律有m1g(a－h(huán))＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)，解得v1＝eq\r(2ga－h(huán))；碰撞后球1上升到最高點的過程中，機械能守恒，依據(jù)機械能守恒定律有m1g(b－h(huán))＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,2)，解得v2＝eq\r(2gb－h(huán))，碰撞后球2做平拋運動的時間t＝eq\r(\f(2H＋h,g))，所以球2碰后的速度v3＝eq\f(x,t)＝eq\f(c,\r(\f(2H＋h,g)))，該試驗中動量守恒的表達式為m1v1＝m2v3＋m1v2，整理得2m1eq\r(a－h(huán))＝2m1eq\r(b－h(huán))＋m2eq\f(c,\r(h＋H))，要驗證動量守恒，就須要知道碰撞前后系統(tǒng)的動量，所以要測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2，要通過平拋運動的分位移公式求解碰撞后球2的速度，所以要測量立柱的高度h，桌面的高度H.(2)由(1)可知該試驗中動量守恒的表達式為2m1eq\r(a－h(huán))＝2m1eq\r(b－h(huán))＋m2eq\f(c,\r(h＋H)).6．答案：(1)2.550(2)maeq\f(d,Δt)mbsbeq\r(\f(g,2h))(3)eq\f(d2,2kg)解析：(1)螺旋測微器的讀數(shù)為2.5mm＋0.050mm＝2.550mm；(2)燒斷細(xì)線后，a向左運動，經(jīng)過光電門，依據(jù)速度公式可知，a經(jīng)過光電門的速度為va＝eq\f(d,Δt)，故a的動量為pa＝maeq\f(d,Δt)，b離開平臺后做平拋運動，依據(jù)平拋運動的規(guī)律可得h＝eq\f(1,2)gt2及sb＝vbt，聯(lián)立解得vb＝sbeq\r(\f(g,2h))，故b的動量為pb＝mbvb＝mbsbeq\r(\f(g,2h))；(3)對滑塊a由光電門向左運動的過程進行分析，有veq\o\al(2,a)＝2a0sa，滑塊a經(jīng)過光電門的速度va＝eq\f(d,Δt)，