7-5-3-驗證機械能守恒定律(備作業(yè))高一物理同步備課系列(原卷版)

PAGE試卷第=1頁，共=sectionpages33頁7.5.3驗證機械能守恒定律（備作業(yè)）（原卷版）學(xué)校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________一、實驗題1．某同學(xué)利用圖示裝置驗證不可伸長的細繩連接的物塊的速度沿著繩的分速度相等及機械能守恒。圖中P、Q、R是三個完全相同的木塊，P、Q木塊用細繩連接，放在水平氣墊桌上。木塊R用輕質(zhì)滑輪連接，放在正中間。a、b、c是三個光電門，調(diào)整三個光電門的位置，能實現(xiàn)同時遮光。將整個裝置無初速度釋放：(1)為了能完成實驗?zāi)康摹３擞涗汸、Q、R三個遮光片的遮光的時間t1、t2、t3外，還必需測量的物理有()A．P、Q、R的質(zhì)量MB．兩個定滑輪的距離dC．R的遮光片到c的距離HD．遮光片的寬度x(2)根據(jù)裝置可以分析出P、Q的速度大小相等，驗證表達式為___________。(3)驗證系統(tǒng)機械能守恒的表達式___________。2．某同學(xué)利用如圖裝置對輕質(zhì)彈簧的彈性勢能進行探究：一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連；彈簧處于原長時，小球恰好位于桌面邊緣，如圖所示。向左推小球，使彈簧壓縮一段距離△x后由靜主釋放；小球離開桌面后落到水平地面上。通過分析和計算，回答下列問題：（1）本實驗中可認為，彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep與小球拋出時的動能Ek相等。已知重力加速度大小為g，不計空氣阻力，為求得Ek，至少需要測量下列物理量中的______________（填正確答案標(biāo)號）。A．小球的質(zhì)量mB．小球拋出點到落地點的水平距離sC．桌面到地面的高度hD．彈簧的原長l0（2）用所選取的量和已知量表示Ek，得Ek=____________。（3）圖中的直線是實驗測量得到的水平射程s和壓縮量△x關(guān)系的s—△x圖線。從理論上可推出，如果h不變。m減小，s-△x圖線的斜率會___________（填“增大”、“減小”或“不變”）；如果m不變，h增加，s-△x圖線的斜率會____________（填“增大”、“減小”或“不變”）。由圖中給出的直線關(guān)系和Ek的表達式可知，Ep隨△x的增大會_____________（填“增大”、“減小”或“不變”）。3．在用如圖的裝置探究彈簧的彈性勢能與壓縮量的關(guān)系時，主要實驗步驟如下：①測出滑塊（包括遮光片）的質(zhì)量m以及遮光片的寬度d；②將水平彈簧的一端固定于水平氣墊導(dǎo)軌的左側(cè)；③用滑塊壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x；④釋放滑塊，記錄滑塊通過光電門的遮光時間，算出滑塊的速度；⑤重復(fù)步驟③④，測出多組v與x的值?；卮鹣铝袉栴}：（用已知和測得物理量的符號表示）（1）滑塊通過光電門時的速度______；（2）彈簧的彈性勢能______。（3）處理數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)v與x成正比，則彈簧的彈性勢能與形變量x的關(guān)系滿足______。A．

B．

C．

D．4．圖甲為某實驗小組同時測量A、B兩個箱子質(zhì)量的裝置圖，其中D為鐵架臺，E為固定在鐵架臺上的輕質(zhì)定滑輪（質(zhì)量和摩擦可忽略不計），F(xiàn)為光電門，C為固定在A上、寬度為d的細遮光條（質(zhì)量不計），此外，該實驗小組還準(zhǔn)備了一套砝碼（總質(zhì)量為kg）和刻度尺等，請在以下實驗步驟中按要求作答。（1）在鐵架臺上標(biāo)記一位置O，并測得該位置與光電門F之間的高度差h。（2）取出質(zhì)量為m的砝碼放在A箱子中，剩余砝碼都放在B箱子中，讓A從位置O由靜止開始下降，則A下落到F處的過程中，其機械能是_______的（填增加、減少或守恒）。（3）記錄下遮光條通過光電門的時間t，根據(jù)所測數(shù)據(jù)可計算出A下落到F處的速度________，下落過程中的加速度大小________（用d、t、h表示）。（4）改變m重復(fù)（2）（3）步驟，得到多組m與a的數(shù)據(jù)，作出a-m圖像如圖乙所示?？傻肁的質(zhì)量________kg，B的質(zhì)量________kg（重力加速度大小g取）。5．利用圖實驗裝置探究重物下落過程中動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化問題。（1）實驗操作步驟如下，請將步驟B補充完整：A．按實驗要求安裝好實驗裝置；B．使重物靠近打點計時器，接著先_______，后_______，打點計時器在紙帶上打下一系列的點；C．圖為一條符合實驗要求的紙帶，O點為打點計時器打下的第一個點。分別測出若干連續(xù)點A、B、與O點之間的距離、、（2）取打下O點時重物的重力勢能為零，計算出該重物下落不同高度h時所對應(yīng)的動能和重力勢能，建立坐標(biāo)系，橫軸表示h，縱軸表示和，根據(jù)數(shù)據(jù)在圖3中已繪出圖線Ⅰ和圖線Ⅱ已求得圖線Ⅰ斜率的絕對值，請計算圖線Ⅱ的斜率k2=______J/m（保留三位有效數(shù)字）。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___________（用和表示）。6．某探究小組想利用驗證機械能守恒定律的裝置測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，如圖甲所示?？蚣苌涎b有可上下移動位置的光電門1和固定不動的光電門2；框架豎直部分緊貼一刻度尺，零刻度線在上端，可以測量出兩個光電門到零刻度線的距離和；框架水平部分用電磁鐵吸住一個質(zhì)量為m的小鐵塊，小鐵塊的重心所在高度恰好與刻度尺零刻度線對齊。切斷電磁鐵線圈中的電流時，小鐵塊由靜止釋放，當(dāng)小鐵塊先后經(jīng)過兩個光電門時，與光電門連接的傳感器即可測算出其速度大小和。小組成員多次改變光電門1的位置，得到多組和的數(shù)據(jù)，建立如圖乙所示的坐標(biāo)系并描點連線，得出圖線的斜率為k。（1）當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹開_______（用k表示）。（2）若選擇光電門2所在高度為零勢能面，則小鐵塊經(jīng)過光電門1時的機械能表達式為______________（用題中物理量的字母表示）。（3）關(guān)于光電門1的位置，下面哪個做法可以減小重力加速度的測量誤差________A．盡量靠近刻度尺零刻度線B．盡量靠近光電門2C．既不能太靠近刻度尺零刻度線，也不能太靠近光電門27．小明同學(xué)用如圖甲所示裝置來測量當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭。一根不可伸長的細線一端固定于O，另一端拴一質(zhì)量為m的小球。將細線水平拉直靜止釋放小球后，О點安置的拉力傳感器可以測量細線所受的拉力F。（1）某次實驗中，小球運動到最低點時傳感器示數(shù)為F，由實驗已知條件可以得出重力加速度表達式為______，這樣測出的重力加速度______真實值（填“大于”、“等于”、“小于”）；（2）改變小球的質(zhì)量重復(fù)實驗，得到多組最低點拉力F與對應(yīng)的m，作出的圖像如圖乙所示，根據(jù)圖像（a、b已知）可得，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萠_____。8．某同學(xué)利用圖1中的實驗裝置探究機械能變化量與力做功的關(guān)系，所用器材有：一端帶滑輪的長木板、輕細繩、的鉤碼若干、光電門2個、數(shù)字計時器、帶遮光條的滑塊（質(zhì)量為，其上可放鉤碼）、刻度尺，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?，實驗操作步驟如下：①安裝器材，調(diào)整兩個光電門距離為，輕細繩下端懸掛4個鉤碼，如圖1所示；②接通電源，釋放滑塊，分別記錄遮光條通過兩個光電門的時間，并計算出滑塊通過兩個光電門的速度；③保持最下端懸掛4個鉤碼不變，在滑塊上依次增加一個鉤碼，記錄滑塊上所載鉤碼的質(zhì)量，重復(fù)上述步驟；④完成5次測量后，計算出每次實驗中滑塊及所載鉤碼的總質(zhì)量M、系統(tǒng)（包含滑塊、滑塊所載鉤碼和輕細繩懸掛鉤碼）總動能的增加量及系統(tǒng)總機械能的減少量，結(jié)果如下表所示：0.2000.2500.3000.3500.4000.5820.4900.3920.2940.1950.3930.4900.6