2018年高考物理大一輪復習第5章機械能實驗6驗證機械能守恒定律課時規(guī)范訓練

1、實驗6 驗證機械能守恒定律高效演練跟蹤檢測1. 利用如圖所示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h.某班同學利用實驗得到的紙帶，設計了以下四種測量方案，其中正確的方案是()A用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t，通過vgt計算出瞬時速度vB用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v計算出瞬時速度vC根據做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，計算出瞬時速度v，并通過h計算得出高度hD用刻度尺測出物體下落的高度h，根據做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出

2、瞬時速度v解析：選D. 利用g求v和h，相當于利用機械能守恒驗證機械能守恒，A、B、C錯誤，D正確2某同學為驗證機械能守恒定律編排了如下實驗步驟：A用天平稱出重物的質量B把紙帶固定到重物上，并把紙帶穿過打點計時器，提升到一定高度C拆掉導線，整理儀器D斷開電源，調整紙帶，重做兩次E用秒表測出重物下落的時間F用毫米刻度尺測出計數點與起點的距離，記錄數據，并計算出結果，得出結論G把打點計時器接到低壓交流電源上H接通電源，釋放紙帶I把打點計時器接到低壓直流電源上J把打點計時器固定到桌邊的鐵架臺上上述實驗步驟中錯誤的是_，沒必要的是_，其余正確且必要的步驟按實驗操作順序排列是_(均只需填步驟的代號)解析

3、：對于物理實驗，掌握實驗原理和操作方法是最基本的要求只有掌握了實驗原理，才能判斷出實驗步驟中哪些是錯誤的，哪些是必要的；只有親自動手進行認真的操作，才能正確地對實驗步驟按序排列上述實驗步驟中錯誤的是E和I，因為實驗中不需要測定時間，打點計時器應使用低壓交流電源可有可無的實驗步驟是A.其余正確且必要的步驟按實驗操作順序排列是：JGBHDCF.答案：E、IAJGBHDCF3用如圖甲所示的裝置“驗證機械能守恒定律”(1)下列物理量需要測量的是_，通過計算得到的是_(填寫代號)A重錘質量B重力加速度C重錘下落的高度D與下落高度對應的重錘的瞬時速度(2)設重錘質量為m、打點計時器的打點周期為T、重力加速

4、度為g.圖乙是實驗得到的一條紙帶，A、B、C、D、E為相鄰的連續(xù)點根據測得的s1、s2、s3、s4寫出重錘由B點到D點勢能減少量的表達式_，動能增加量的表達式_解析：(1)實驗中需要直接測量的是重錘下落的高度，通過計算得到的是與下落高度相對應的重錘的瞬時速度(2)重錘重力勢能的減少量為mg(s3s1)，vB，vD，故重錘動能的增加量為mvmvm2m2.答案：(1)CD(2)mg(s3s1)4“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置如圖甲所示，采用重物自由下落的方法：(1)已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，當地的重力加速度g9.80 m/s2，所用重物的質量為 200 g實驗中選取一條符合實驗要

5、求的紙帶如圖乙所示，O為紙帶下落的起始點，A、B、C為紙帶上選取的三個連續(xù)點計算B點瞬時速度時，甲同學用v2gxOB，乙同學用vB，其中所選方法正確的是_(填“甲”或“乙”)同學；根據以上數據，可知重物由O運動到B點時動能的增加量等于_J，重力勢能減少量等于_ J(計算結果均保留3位有效數字)(2)實驗中，發(fā)現(xiàn)重物減少的勢能總是大于重物增加的動能，造成這種現(xiàn)象的主要原因是_.解析：(1)重物由靜止開始自由下落過程中受到空氣阻力和紙帶與打點計時器的摩擦阻力作用，不是自由落體運動，v2gxOB，是自由落體運動的公式，故甲同學錯誤打B點重物速度v m/s1.92 m/s重物動能的增加量Ekmv20.

6、50.2001.922 J0.369 J重物重力勢能的減少量Epmgh0.2009.800.192 0 J0.376 J(2)克服空氣對重物和打點計時器對紙帶的阻力做功答案：(1)乙0.3690.376(2)見解析5如圖所示裝置可用來驗證機械能守恒定律擺錘A栓在長L的輕繩一端，另一端固定在O點，在A上放一個小鐵片，現(xiàn)將擺錘拉起，使繩偏離豎直方向成角時由靜止開始釋放擺錘，當其到達最低位置時，受到豎直擋板P阻擋而停止運動，之后鐵片將飛離擺錘而做平拋運動 (1)為了驗證擺錘在運動中機械能守恒，必須求出擺錘在最低點的速度為了求出這一速度，實驗中還應該測量的物理量：_.(2)根據測得的物理量表示擺錘在最

7、低點的速度v_.(3)根據已知的和測得的物理量，寫出擺錘在運動中機械能守恒的關系式為_解析：(1)鐵片在最低點飛出時做平拋運動，平拋的初速度即為鐵片在最低點的速度，根據平拋運動規(guī)律可知：xv0t，ygt2，因此要想求出平拋的初速度，應該測量遇到擋板后鐵片的水平位移x和豎直下落高度h.(2)根據鐵片做平拋運動有：xv0thgt2聯(lián)立可解得：vx.(3)下落到最低點過程中，鐵片重力勢能的減小量等于其重力做功，因此有：EpmghmgL(1cos )動能的增量為：Ekmv根據EpEk得機械能守恒的關系式為：gL(1cos )答案：(1)鐵片遇到擋板后鐵片的水平位移x和豎直下落高度h(2)x(3)gL(

8、1cos )6. 某同學用圖(a)所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，其中打點計時器的電源為交流電源，可以使用的頻率有20 Hz、30 Hz和40 Hz，打出紙帶的一部分如圖(b)所示該同學在實驗中沒有記錄交流電的頻率f，需要用實驗數據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s18.89 cm，s29.50 cm，s310.10 cm；當地重力加速度大小為9.80 m/s2，實驗中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1

9、%.由此推算出f為_ Hz.解析： (1)B點對應的速度vB，C點對應的速度vC，加速度a.(2)由牛頓第二定律得mg(11%)ma，則頻率f 40 Hz.答案： (1)(s1s2)f(s2s3)f(s3s1)f2(2)407某同學用如圖所示的裝置驗證機械能守恒定律一根細線系住鋼球，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，遮光條經過光電門的擋光時間t可由計時器測出，取v作為鋼球經過A點時的速度記錄鋼球每次下落的高度h和計時器示數t，計算并比較鋼球在釋放點和A點之間的勢能變化大小Ep與動能變化大小Ek，就能驗證機

10、械能是否守恒(1)用Epmgh計算鋼球重力勢能變化的大小，式中鋼球下落高度h應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(2)用Ekmv2計算鋼球動能變化的大小，用刻度尺測量遮光條寬度，示數如圖所示，其讀數為_cm.某次測量中，計時器的示數為0.010 0 s，則鋼球的速度為v_m/s.(3)下表為該同學的實驗結果：Ep/(102 J)4.8929.78614.6919.5929.38Ek/(102 J)5.0410.115.120.029.8他發(fā)現(xiàn)表中的Ep與Ek之間存在差異，認為這是由于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解析： (2)讀數時要注意最小分度是1毫米，要估讀到最小分度的下一位，速度v1.50 m/s.(3)因為空氣阻力會使動能的增加量Ek小于重力勢能的減少量Ep，但表中Ek大于Ep，所以不同意他的觀點(4)據圖可看出，光電門計時器測量的是遮光條經過光電門的擋光時間，而此時遮光條經過光電門時的速度比小球的速度大，因為它們做的是以懸點為圓心的圓周運動，半徑不等，所以速度不能等同，而這位同學誤以為相同，從而給實驗帶來了系統(tǒng)誤差改進方法：根據它