高考物理实验 实验六 验证机械能守恒定律2

高考物理实验 实验六 验证机械能守恒定律2内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 教材实验练基础1下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中，正确的是()A重物质量的称量不准会造成较大误差B重物质量选用得大些，有利于减小误差C重物质量选用得较小些，有利于减小误差D纸带下落和打点不同步会造成较大误差解析：选 证机械能守恒，就是验证减少的重力势能是否等于增加的动能，即中质量可以约去，没必要测量重物质量， A 不正确；当重物质量大一些时，12空气阻力可以忽略，B 正确， C 错误；纸带先下落而后打点时，纸带上最初两点的点迹间隔较正常时略大，用此纸带进行数据处理，其结果是重物在打第一个点时就有了初动能，因此重物动能的增加量比重物重力 2、势能的减少量大，D 正确。 2有 4 条用打点计时器(所用交流电频率均为 50 出的纸带 A、B、C 、D ，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。 为找出该纸带，某同学在每条纸带上选取了点迹清晰的、连续的 4 个点，用刻度尺测出相邻两个点间的距离依次为 x1、x 2、x 3。 请你根据下列 x1、x 2、x 3 的测量结果确定该纸带为 (已知当地的重力加速度为 m/)A61.0 5.8 0.7 1.2 45.1 3. 09.6 53.5 0.5 1.0 0.6 C根据匀变速直线运动的规律，在连续相等时间内的位移差 x的特点知 x m3.9 此可判断只有 C 正确。 3某研究性学习小组在做“ 3、验证机械能守恒定律”的实验中，已知电磁打点计时器所用电源的频率为 50 得当地的重力加速度 gm/得所用重物的质量为 1)下面叙述中正确的是_。 A应该用天平称出重物的质量B可选用点迹清晰，第一、二两点间的距离接近 2 纸带来处理数据C操作时应先松开纸带再通电D打点计时器应接在电压为 46 V 的交流电源上光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (2)实验中甲、乙、丙三学生分别用同一装置得到三条点迹清晰的纸带，量出各纸带上第一、二两点间的距离分别为 可肯定_同学在操作上有错误，错误是_。 若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B 、C 到第一个点 O 间的距离分别为 当打点计时器打点 4、 B 时重物的瞬时速度 v_ m/s；重物由 O 到 B 过程中，重力势能减少了_J，动能增加了_J( 保留 3 位有效数字)，根据所测量的数据，还可以求出重物实际下落的加速度为_m/s 2，则重物在下落的过程中所受到的阻力为 _N。 解析：(1)本实验中只需验证 的关系，不需要测重物质量，操作时应先接通电选用点迹清晰，第一、二两点间的距离接近 2 纸带来处理数据，A、C 错， B、 D 对。 (2)实验中理想的纸带应是点迹清晰，第一、二两点间的距离略小于 2 纸带，所以丙错误，错误在于操作中先松开了纸带，再接通了电源，致使纸带上第一、二两点间间距增大。 利用公式 可计算出打点 B 时重物的瞬时速度 5、为 m/s。 1 12 到 B 过程中，重力势能减少了 Ep02 J；动能增加了 J。 由 h和 h求出重物实际下落的加速12 2a9.5 m/牛顿第二定律知重物在下落的过程中所受到的阻力满足 阻以 F 阻。 答案：(1) (2)丙先松开了纸带，再接通了电源 用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为 m重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图实610所示。 O 为第一个点，A、B 、C 为从合适位置开始选取连续点中的三个点。 已知打点计时器每隔 s 打一个点，当地的重力加速度为 gm/s 2，那么：图实610(1)根据图上所得的数据，应取图中 O 点到_点 6、来验证机械能守恒定律；(2)从 O 点到(1)问中所取的点，重物重力势能的减少量 _ J，动能增加量_J(结果取三位有效数字) ；(3)若测出纸带上所有各点到 O 点之间的距离，根据纸带算出各点的速度 v 及物体下落光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，则以 为纵轴，以 h 为横轴画出的图象是图实611 中的_。 11解析：(1)因只能计算出 B 点的速度，故应取图中 O 点到 B 点来验证机械能守恒。 (2)EpBm/ J。 12 2B 12(3)由机械能守恒定律可知， 有：12象 A 正确。 1)B(2)3)A改进实验练能力1验是利用现代信息技术进行的实验。 教师上课时“用 究机械能守恒定律”的 7、装置如图实612 甲所示，在某次实验中，选择 图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图乙所示。 图象的横轴表示小球距 D 点的高度 h，纵轴表示摆球的重力势能 能 机械能 E。 试回答下列问题：图实612光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)图乙的图象中，表示小球的重力势能 能 械能 E 随小球距 D 点的高度h 变化关系的图线分别是_( 按顺序填写相应图线所对应的文字)。 (2)根据图乙所示的实验图象，可以得出的结论是_。 解析：(1)小球由 A 到 D 过程中重力势能减小，动能增加，由题图乙的图象知机械能总量不变，故表示小球的重力势能 能 械能 E 随小球距 D 点的高度 h 变化关系的 8、图线分别是乙、丙、甲。 (2)由实验结果知：在误差允许的范围内，在只有重力做功的情况下，小球的机械能守恒。 答案：(1)乙、丙、甲(2)在误差允许的范围内，在只有重力做功的情况下，13 所示的实验装置验证机械能守恒定律。 弧形轨道末端水平，离地面的高度为 H，将钢球从轨道的不同高度 h 处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为 x。 图实613(1)若轨道完全光滑，x 2 与 h 的理论关系应满足 _(H、h 表示)。 (2)该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：h(101 m) 101 14 所示的坐标纸上作出 x2h 关系图象。 图实614(3)对比实验结果与理论计算得到的 x2h 关系图线( 9、上图中已画出)，自同一高度静止光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，水平抛出的速率_( 填“小于”或“大于”) 理论值。 (4)从 x2h 关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是_。 解析：(1)设钢球从轨道末端抛出的速度为 由 v 22 20 20在平抛过程中有 H xv 0t，12x ，解得 Hh。 xt )依次描点连线，如图所示。 注意不要画成折线。 (3)从图中看出，同一 h 下的 论值明显大于实际值，而在同一高度 H 下的平抛运动水平射程由水平速率决定，可见实际水平速率小于理论速率。 (4)由于客观上轨道与小球间存在摩擦，机械能减小，因此会导致实际值比 10、理论值小。 小球的转动也需要能量维持，而机械能守恒中没有考虑重力势能转化成小球转动的这一部分能量，也会导致实际速率明显小于“理论”速率(这一点，可能不少同学考虑不到)。 答案：(1)4(2)见解析图(3)小于(4)摩擦、转动( 回答任一即可)3某实验小组利用如图实615 所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。 图实615光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平。 _。 (2)如图实616 所示(经放大后的 )，游标卡尺测得遮光条的宽度 d_ 验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t 11、 02 s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为_ m/s。 在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量 m、_和_(文字说明并用相应的字母表示，g 为已知)。 图实616(3)本实验通过比较_和_在实验误差允许的范围内是否相等 (用测量的物理量符号表示)，从而验证系统的机械能守恒。 解析：(1)检验气垫导轨底座是否水平时，可以先接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，若滑块在导轨上各个位置均能静止时，说明导轨是水平的。 (2)游标卡尺的读数为 d5 .1 5.2 块通过光电门时的瞬时速度为 v m/s；应测出滑块上的遮光条的初位置到光电门的距离 x 和滑块的。 (3)系统重力势能的减少量为 统动能的增加量为 (Mm )(Mm)( )2，若12 12 认为系统的机械能守恒。 答案：(1)接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，若滑块基本保持静止，则说明导轨是水平的( 或取下钩码，轻推滑块，滑块基本能做匀速直线运动)。 (2)块上的遮光条初始位置到光电门的距离 x滑块的质量 M(3)(M m)( )212 dt。