2018年高考物理大一輪復(fù)習(xí)第5章機(jī)械能實(shí)驗(yàn)6驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練

1、實(shí)驗(yàn)6 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律高效演練跟蹤檢測1. 利用如圖所示裝置進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h.某班同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，設(shè)計(jì)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(shí)間t，通過vgt計(jì)算出瞬時(shí)速度vB用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v計(jì)算出瞬時(shí)速度vC根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，計(jì)算出瞬時(shí)速度v，并通過h計(jì)算得出高度hD用刻度尺測出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測算出

2、瞬時(shí)速度v解析：選D. 利用g求v和h，相當(dāng)于利用機(jī)械能守恒驗(yàn)證機(jī)械能守恒，A、B、C錯(cuò)誤，D正確2某同學(xué)為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律編排了如下實(shí)驗(yàn)步驟：A用天平稱出重物的質(zhì)量B把紙帶固定到重物上，并把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，提升到一定高度C拆掉導(dǎo)線，整理儀器D斷開電源，調(diào)整紙帶，重做兩次E用秒表測出重物下落的時(shí)間F用毫米刻度尺測出計(jì)數(shù)點(diǎn)與起點(diǎn)的距離，記錄數(shù)據(jù)，并計(jì)算出結(jié)果，得出結(jié)論G把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到低壓交流電源上H接通電源，釋放紙帶I把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到低壓直流電源上J把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定到桌邊的鐵架臺上上述實(shí)驗(yàn)步驟中錯(cuò)誤的是_，沒必要的是_，其余正確且必要的步驟按實(shí)驗(yàn)操作順序排列是_(均只需填步驟的代號)解析

3、：對于物理實(shí)驗(yàn)，掌握實(shí)驗(yàn)原理和操作方法是最基本的要求只有掌握了實(shí)驗(yàn)原理，才能判斷出實(shí)驗(yàn)步驟中哪些是錯(cuò)誤的，哪些是必要的；只有親自動(dòng)手進(jìn)行認(rèn)真的操作，才能正確地對實(shí)驗(yàn)步驟按序排列上述實(shí)驗(yàn)步驟中錯(cuò)誤的是E和I，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中不需要測定時(shí)間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用低壓交流電源可有可無的實(shí)驗(yàn)步驟是A.其余正確且必要的步驟按實(shí)驗(yàn)操作順序排列是：JGBHDCF.答案：E、IAJGBHDCF3用如圖甲所示的裝置“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”(1)下列物理量需要測量的是_，通過計(jì)算得到的是_(填寫代號)A重錘質(zhì)量B重力加速度C重錘下落的高度D與下落高度對應(yīng)的重錘的瞬時(shí)速度(2)設(shè)重錘質(zhì)量為m、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T、重力加速

4、度為g.圖乙是實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，A、B、C、D、E為相鄰的連續(xù)點(diǎn)根據(jù)測得的s1、s2、s3、s4寫出重錘由B點(diǎn)到D點(diǎn)勢能減少量的表達(dá)式_，動(dòng)能增加量的表達(dá)式_解析：(1)實(shí)驗(yàn)中需要直接測量的是重錘下落的高度，通過計(jì)算得到的是與下落高度相對應(yīng)的重錘的瞬時(shí)速度(2)重錘重力勢能的減少量為mg(s3s1)，vB，vD，故重錘動(dòng)能的增加量為mvmvm2m2.答案：(1)CD(2)mg(s3s1)4“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，采用重物自由下落的方法：(1)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭9.80 m/s2，所用重物的質(zhì)量為 200 g實(shí)驗(yàn)中選取一條符合實(shí)驗(yàn)要

5、求的紙帶如圖乙所示，O為紙帶下落的起始點(diǎn)，A、B、C為紙帶上選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)計(jì)算B點(diǎn)瞬時(shí)速度時(shí)，甲同學(xué)用v2gxOB，乙同學(xué)用vB，其中所選方法正確的是_(填“甲”或“乙”)同學(xué)；根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能的增加量等于_J，重力勢能減少量等于_ J(計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)(2)實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)重物減少的勢能總是大于重物增加的動(dòng)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(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦阻力作用，不是自由落體運(yùn)動(dòng)，v2gxOB，是自由落體運(yùn)動(dòng)的公式，故甲同學(xué)錯(cuò)誤打B點(diǎn)重物速度v m/s1.92 m/s重物動(dòng)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(diǎn)計(jì)時(shí)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(yàn)證機(jī)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(diǎn)，在A上放一個(gè)小鐵片，現(xiàn)將擺錘拉起，使繩偏離豎直方向成角時(shí)由靜止開始釋放擺錘，當(dāng)其到達(dá)最低位置時(shí)，受到豎直擋板P阻擋而停止運(yùn)動(dòng)，之后鐵片將飛離擺錘而做平拋運(yùn)動(dòng) (1)為了驗(yàn)證擺錘在運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能守恒，必須求出擺錘在最低點(diǎn)的速度為了求出這一速度，實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)該測量的物理量：_.(2)根據(jù)測得的物理量表示擺錘在最

7、低點(diǎn)的速度v_.(3)根據(jù)已知的和測得的物理量，寫出擺錘在運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能守恒的關(guān)系式為_解析：(1)鐵片在最低點(diǎn)飛出時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng)，平拋的初速度即為鐵片在最低點(diǎn)的速度，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知：xv0t，ygt2，因此要想求出平拋的初速度，應(yīng)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(jù)鐵片做平拋運(yùn)動(dòng)有：xv0thgt2聯(lián)立可解得：vx.(3)下落到最低點(diǎn)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(dòng)能的增量為：Ekmv根據(jù)EpEk得機(jī)械能守恒的關(guān)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(xué)用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其中打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(xué)在實(shí)驗(yàn)中沒有記錄交流電的頻率f，需要用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和其他題給條件進(jìn)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(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，重物下落的速度大小為_，打出C點(diǎn)時(shí)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(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?.80 m/s2，實(shí)驗(yàn)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(diǎn)對應(yīng)的速度vB，C點(diǎn)對應(yīng)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(xué)用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)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(diǎn)，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(shí)間t可由計(jì)時(shí)器測出，取v作為鋼球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度記錄鋼球每次下落的高度h和計(jì)時(shí)器示數(shù)t，計(jì)算并比較鋼球在釋放點(diǎn)和A點(diǎn)之間的勢能變化大小Ep與動(dòng)能變化大小Ek，就能驗(yàn)證機(jī)

10、械能是否守恒(1)用Epmgh計(jì)算鋼球重力勢能變化的大小，式中鋼球下落高度h應(yīng)測量釋放時(shí)的鋼球球心到_之間的豎直距離A鋼球在A點(diǎn)時(shí)的頂端B鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心C鋼球在A點(diǎn)時(shí)的底端(2)用Ekmv2計(jì)算鋼球動(dòng)能變化的大小，用刻度尺測量遮光條寬度，示數(shù)如圖所示，其讀數(shù)為_cm.某次測量中，計(jì)時(shí)器的示數(shù)為0.010 0 s，則鋼球的速度為v_m/s.(3)下表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)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(rèn)為這是由于空氣阻力造成的你是否同意他的觀點(diǎn)？請說明理由(4)請你提出一條減小上述差異的改進(jìn)建議解析： (2)讀數(shù)時(shí)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?yàn)榭諝庾枇?huì)使動(dòng)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(diǎn)(4)據(jù)圖可看出，光電門計(jì)時(shí)器測量的是遮光條經(jīng)過光電門的擋光時(shí)間，而此時(shí)遮光條經(jīng)過光電門時(shí)的速度比小球的速度大，因?yàn)樗鼈冏龅氖且詰尹c(diǎn)為圓心的圓周運(yùn)動(dòng)，半徑不等，所以速度不能等同，而這位同學(xué)誤以為相同，從而給實(shí)驗(yàn)帶來了系統(tǒng)誤差改進(jìn)方法：根據(jù)它