2021高考物理新高考版一輪習(xí)題第五章微專題40實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律(含解析)

1、要明確“誰”在“哪個(gè)過程”中機(jī)械能守恒，列出守恒方程，明確要測(cè)量的物理量1.（2019河南開封市第一次模擬）利用如圖1所示裝置考證機(jī)械能守恒定律，輕繩與輕滑輪間摩擦不計(jì)，繩子不可以伸長(zhǎng)?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(yùn)動(dòng)，遮光片經(jīng)過光電門的時(shí)間為乩測(cè)得釋放處遮光片到光電門中心的豎直距離為h.圖11）用游標(biāo)卡尺測(cè)出物體_A上遮光片的寬度d如圖2所示，則d=mm.圖2(2)_若知足關(guān)系式(用題中已知量的符號(hào)表示，已知重力加快度為g),則可考證機(jī)械能守恒定律.2.(2020安徽黃山市檢測(cè))某同學(xué)設(shè)計(jì)出如圖3甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來“考證機(jī)械能守恒定律”,讓小球從A點(diǎn)自由下

2、落,下落過程中經(jīng)過A點(diǎn)正下方的光電門B時(shí),光電計(jì)時(shí)器記錄下小球經(jīng)過光電門的時(shí)間t，當(dāng)?shù)氐闹亓涌於葹間.圖3(1)為了考證機(jī)械能守恒定律,該實(shí)驗(yàn)還需要測(cè)量以下哪些物理量A.小球的質(zhì)量mA、B之間的距離HC.小球從A到B的下落時(shí)間tABD.小球的直徑d小球經(jīng)過光電門時(shí)的剎時(shí)速度v=_（用題中所給的物理量表示）.調(diào)整AB之間距離H，多次重復(fù)上述過程，作出隨H的變化圖象如圖乙所示，當(dāng)小球下落過程中機(jī)械能守恒時(shí)，該直線斜率k0=_.1（4）在實(shí)驗(yàn)中依照數(shù)據(jù)實(shí)質(zhì)繪出t2-H圖象的直線斜率為k（kvko）,則實(shí)驗(yàn)過程中所受的平均阻rFfE力Ff與小球重力mg的比值mg=_（用k、ko表示）.3.（2019

3、陜西寶雞市高考模擬檢測(cè)（二）某同學(xué)利用如圖4甲所示裝置來考證“機(jī)械能守恒定律”?將長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩一端固定在O點(diǎn)，另一端拴在一個(gè)質(zhì)量為m的正立方體小鐵塊A上,在小鐵塊A的上表面邊緣放一個(gè)小鐵片?將鐵塊拉起，使繩拉直且偏離豎直方向成B角時(shí)由靜止開始釋放鐵塊，當(dāng)其抵達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，碰到豎直擋板P阻攔而停止運(yùn)動(dòng)，此后鐵片將飛離鐵塊A而做平拋運(yùn)動(dòng).用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量正立方體鐵塊厚度d的結(jié)果如圖乙所示，則d=_cm；（2）若測(cè)得小鐵片從水平拋出到落到地面的水平位移x和豎直位移y,即可求得小鐵片做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度vo=_（已知重力加快度為g）.若實(shí)質(zhì)測(cè)得鐵塊與小鐵片運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度為v,則v與vo的大小

4、關(guān)系為v_V0（選填“=或“v”）；（3）的水平位移該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，若x隨之發(fā)生改變?于是他B角改變，小鐵片平拋運(yùn)動(dòng)多次實(shí)驗(yàn)，獲得了多組（B,x）值，經(jīng)過計(jì)算剖析得出了“鐵塊與小鐵片一同由靜止釋放到運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過程中機(jī)械能守恒”的結(jié)論，并做出了x2隨cosB變化的x2cosB圖象，你認(rèn)為他做出的x2cosB圖象應(yīng)當(dāng)是圖中的_（實(shí)驗(yàn)中近似認(rèn)為v=Vo）.答案精析1.(1)5.45(2)(M-m)gh=*M+m)(為2剖析(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為5mm,游標(biāo)尺上第9個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，因此游標(biāo)尺讀數(shù)為9X0.05mm=0.45mm，因此最后讀數(shù)為：5mm+0.45mm=5.45mm;

5、d1物體A經(jīng)過光電門中心的剎時(shí)速度v=疵，依照動(dòng)能定理有：Mghmgh=-(M+m)v2-0,1d整理得：(Mm)gh=0(M+m)(石)2d,c、2g,、k0k(1)BD(2斤卡卞剖析(1)依照機(jī)械能守恒的表達(dá)式可知，方程兩邊能夠約掉質(zhì)量，因此不需要測(cè)量質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；依照實(shí)驗(yàn)原理可知，需要測(cè)量的是A點(diǎn)到光電門B的距離H，故B正確；利用小球經(jīng)過光電門的平均速度來代替剎時(shí)速度，不需要測(cè)量下落時(shí)間，故C錯(cuò)誤；利用小球經(jīng)過光電門的平均速度來代替剎時(shí)速度時(shí)，需要知道擋光物體的尺寸，因此需要測(cè)量小球的直徑，故D正確.(2)已知小球經(jīng)過光電門時(shí)的時(shí)間t,直徑d,則能夠由平均速度表示經(jīng)過光電門時(shí)的速度,v=?.1若減小的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能，能夠認(rèn)為機(jī)械能守恒，則有：mgH=mv2即：2gH=(*2解得：誥H，那么該直線斜率ko=黑1題圖乙圖線的表達(dá)式：t2=kH，因存在阻力，則有：12mgHFfH=?mv,Ffkok因此重物和紙帶下落過程中所受平均阻力與重物所受重力的比值為一=.mgkoxxfegys3.(1)2.350(2)_2y(3)C剖析(1)游標(biāo)卡尺的主尺刻度為23mm,游標(biāo)尺刻度為10X0.05mm=0.50mm，因此d=23mm+0.50mm=23.50mm=2.350cm;(2)依照鐵片做平拋運(yùn)動(dòng)有:x=V0t1y=羽2聯(lián)立可解得:V0=X2；由于存在阻力作用，依照平拋運(yùn)動(dòng)