2023版新教材高考物理微專題小練習(xí)專題37實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

專題37實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律1.I7[2022?廣東省湛江市四中期中考試]利用如圖所示裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn).為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過(guò)程中任意兩點(diǎn)間的動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量．(1)實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到如圖所示的一條紙帶．在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、1已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T.設(shè)重物的質(zhì)量為m.從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能變化量AEp=，動(dòng)能變化量AEk=.(2)大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量,原因是 A.利用公式v=gt計(jì)算重物速度B.利用公式v=\/函計(jì)算重物速度C.空氣阻力和摩擦力的影響D.沒有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法(3)某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒,在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),測(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h,計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v,描繪V2-h圖像，并做如下判斷：若圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，圖像斜率滿足k=,則重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒..[2022?河南省六市聯(lián)考]某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示，在鐵架臺(tái)上用鐵夾固定好一個(gè)力傳感器，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)的細(xì)線上端固定在力傳感器上,下端固定在小球上(小球視為質(zhì)點(diǎn)),把小球拉離平衡位置使細(xì)線偏離豎直方向一個(gè)角度,由靜止釋放小球,力傳感器可記錄小球在擺動(dòng)過(guò)程中細(xì)線拉力大小,實(shí)驗(yàn)測(cè)得小球在平衡位置靜止時(shí)傳感器的讀數(shù)為F0.專感器工［亡u(1)某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得釋放小球時(shí)的位置與最低點(diǎn)的高度差為h,小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)力傳感器的示數(shù)為F，則需要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式為(用已知和測(cè)量的物理量的符號(hào)表示).(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要求力傳感器的最大讀數(shù)不超過(guò)2F0，則釋放小球時(shí)細(xì)線與豎直方向夾角0不超過(guò).(3)關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的有 ．A.細(xì)線要選擇伸縮性小的B.小球盡量選擇密度大的C.不必測(cè)出小球的質(zhì)量D.可以直接用彈簧測(cè)力計(jì)代替力傳感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn).遮光片

"I、下

標(biāo)尺S_光電門A5［2022?湖南省五市十校聯(lián)考］某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.(1)質(zhì)量均為M的重物A、B用繞過(guò)光滑定滑輪的輕繩連接、重物A上裝有質(zhì)量不計(jì)的遮光片，豎直標(biāo)尺下端固定有光電門，固定重物A.先記下遮光片在標(biāo)尺上對(duì)準(zhǔn)的位置，再在重物A點(diǎn)下面懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的鉤碼.由靜止釋放重物A,記錄遮光片通過(guò)光電門的遮光時(shí)間t,若遮光片的寬度為d,則遮光片擋光時(shí)重物A的速度為丫=.(2)在重物A下面依次懸掛2個(gè)，3個(gè)，4個(gè)……n個(gè)質(zhì)量為m的鉤碼，每次重物A從同一位置靜止釋放，重復(fù)⑴實(shí)驗(yàn)n次，測(cè)得n個(gè)對(duì)應(yīng)的遮光片遮光時(shí)間t,以t2為縱軸，以n為橫軸，作出t2-n圖像，另外還需要測(cè)量的物理量是(寫出物理量及符號(hào)).已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,如果作出的圖像與縱軸的截距等于,圖像的斜率等于,則機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證．專題37實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律1.⑴mghBm(h8”2(2)C(3)2g解析：⑴從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能減少量AEp=mghB.h－h(huán) 12m(h－h(huán))2B點(diǎn)的速度v=F^,則動(dòng)能的增加量為AE=3mv=(…).B 2T k2B 8T2(2)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中若重物的速度采用選項(xiàng)A、B的方法計(jì)算得出，則會(huì)出現(xiàn)重力勢(shì)能的減少量小于等于動(dòng)能的增加量，A、B錯(cuò)誤；由于紙帶在下落過(guò)程中，重錘和空氣之間存在阻力，紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間存在摩擦力，所以減小的重力勢(shì)能會(huì)大于動(dòng)能的增加量，C正確；多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法可以減小偶然誤差，對(duì)系統(tǒng)誤差沒有效果，D錯(cuò)誤.(3)若機(jī)械能守恒，則有mgh=1mv2,可得V2=2gh,則此時(shí)V2-h圖像是過(guò)原點(diǎn)的一條2直線，圖像的斜率為2g..(1)F0h=2(F-F0)L(2)60° ⑶ABC解析：⑴小球的重力mg=F°,到最低點(diǎn)時(shí)，F(xiàn)-mgMmv2,動(dòng)能E=1mV2=1(F-F)L,減小的重力勢(shì)能￡=mgh=Fh,需驗(yàn)證的表達(dá)L k2 2 0 p 0式為F°h=1(F-F0)L(2)小球的重力mg=F，在最低點(diǎn)F-mg=mV2,小球從靜止釋放運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，0L滿足機(jī)械能守恒的關(guān)系式mgL(1-cos0)=赤，解得F=F°(3-2cos。)，由FW2F。可知0<60°.(3)為了減小細(xì)線對(duì)小球做功的影響，細(xì)線要選擇伸縮性小的，A正確；為減小空氣阻力的影響，小球盡量選擇密度大的，B正確；由實(shí)驗(yàn)原理可知，要驗(yàn)證型=1(F-F°)L,不必測(cè)出小球的質(zhì)量，C正確；用彈簧測(cè)力計(jì)不能準(zhǔn)確讀出小球在最低點(diǎn)時(shí)的力的大小，即力的最大值，D錯(cuò)誤..(1)d(2)重物A釋放時(shí)遮光片離光電門的距離h*獸gmg解析：(1)由題意