河北省2013高考物理二轮复习 实验专题训练 验证机械能守恒定律

河北省2013高考物理二轮复习 实验专题训练 验证机械能守恒定律内容摘要：

1、。 轻绳两端系着质量相等的物块 A、B，物块 B 上放置一金属片 C。 铁架台上固定一金属圆环，圆环处在物块 B 正下方。 系统静止时，金属片 C 与圆环间的高度差为 h。 由此释放，系统开始运动，当物块 B 穿过圆环时，金属片 C 被搁置在圆环上。 两光电门固定在铁架台 2处，通过数字计时器可测出物块 B 通过 2这段时间。 （1）若测得 2之间的距离为 d，物块 B 通过这段距离的时间为 t，则物块 B 刚穿过圆环后的速度 v=。 （2）若物块 A、B 的质量均为 M 表示，金属片 C 的质量用 m 表示，该实验中验证了下面哪个等式成立，即可验证机械能守恒定律。 正确选项为。 A B (2M+m) D 2、(M+m)1（3）本实验中的测量仪器除了刻度尺、光电门、数字计时器外，还需要。 （4）改变物块 B 的初始位置，使物块 B 由不同的高度落下穿过圆环，记录各次高度差 h 以及物块 B 通过 2这段距离的时间为 t，以 h 为纵轴，以 （填“t 2”或“1/ 为横轴，通过描点作出的图线是一条过原点的直线。 该直线的斜率 k= (用m、M、d 表示)。 （3）本实验中的测量仪器除了刻度尺、光电门、数字计时器外，还需要天平测量物块A、B 和金属片 C 的质量。 （4）由 (2M+m)v=d/t 可得 h= ，以 h 为纵轴，以“1/t 2”为12过描点作出的图线是一条过原点的直线。 该直线的斜率 k=。 2 3、用如图所示装置验证小球沿斜面运动的过程中机械能守恒。 斜面的末端与水平桌面相切，小球从离桌面高 h 处由静止释放，小球离开桌面后落在水平地面上，此过程的水平位移用 s 表示，桌面高 H。 改变小球释放的位置，记录多组 h、 s 值。 （1）若小球在运动的过程中机械能守恒，则 h 与 ）某同学根据实验结果，画出了 h 象不过原点，并且随着 列关于产生这种现象的原因及改进措施的论述正确的是 原基础上适当减小一下斜面的倾角 斜面和桌面，小球运动过程中受到空气阻力的作用，换用密度大一点的实心球进行实验，选项 确。 3 “验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示采用重物自由下落的方法：（1）实验中，下面哪些测量工 4、具是必需的 A天平 B直流电源 C刻度尺 D秒表（2）已知打点计时器所用电源的频率为 50地的重力加速度 g=980m/s 2，所用重物的质量为 200g。 实验中选取一条符合实验要求的纸带如图所示，O 为纸带下落的起始点， A、B、C 为纸带上选取的三个连续点。 计算 B 点瞬时速度时，甲同学用 ，乙同学用 ，其中所选方法正2的是 （选填“甲”或“乙” ）同学；根据以上数据，可知重物由 O 运动到 J， 重力势能减少量等于 J（计算结果均保留 3位有效数字）：（3）实验中，发现重锤减少的势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的主要原因是。 （2）物体由静止开始自由下落过程中受到空气阻力和纸带与 5、打点计时器的摩擦阻力作用，不是自由落体运动， ，是自由落体运动的公式，故甲同学错误2物的重力势能的减少量E P= 点重物速度 v= = m/s=物体动能的增加量E k= 3）纸带与打点计时器间有摩擦阻力，。 ，由 可得 124321x4利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度 v 和下落高度 h某小组同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案A用刻度尺测出物体下落高度 h，用打点间隔数测出下落时间t，通过 v=算出瞬时速度 vB用刻度尺测出物体下落的高度 h，并通过 计算出时速度 vC根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相 6、邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度 v，并通过计算得出高度 用刻度尺测出物体下落的高度 h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度 v（1）以上方案中只有一种正确，正确的是。 （填入相应的字母）（2）在该实验中，有几个注意点，以下描述正确的是。 A为减小摩擦阻力，需要调整打点计时器的限位孔，使它在同一竖直线上B可以选用质量很大的重锤，先用手托住，等计时器通电后再释放重锤C只有选第 1、第 2 两打点间隔约 2纸带才代表打第 1 点时的速度为零D实验结果如果正确合理，得到的动能增加量应略大于重力势能的减小量【答案】 （1）D（2）如图 10 7、 所示的实验装置验证机械能守恒定律实验所用的电源为学，输出电压为 6V 的交流电和直流电两种重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：A按照图示的装置安装器件；B将打点计时器接到电源的“直流输出”上；C用天平测出重锤的质量；D先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源开关打出一条纸带；E测量纸带上某些点间的距离；F根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是 （将其选项对应的字母填在横线处）（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度 a 的数值 8、如图 11 所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点 A、 B、 C、 D、 E，测出点 的距离为 的距离为 用交流电的频率为 f，根据这些条件计算重锤下落的加速度 a_（3）在上述验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加，其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小若已知当地重力加速度公认的较准确的值为 g，还需要测量的物理量是 试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小 F 6、现要通过实验验证机械能守恒定律实验装置如图 19 所示：水 D 10；导轨上 A 点处有一带长方形遮光片的 9、滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为 m 的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上 B 点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间 t，用 d 表示 A 点到导轨底端 C 点的距离， h 表示 A 与 C 的高度差， b 表示遮光片的宽度， s 表示 A、 B 两点间的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过 B 点时的瞬时速度用 g 表示重力加速度完成下列填空和作图：(1)若将滑块自 A 点由静止释放，则在滑块从 A 运动至 块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_，动能的增加量可表示为_若在运动过程中机械能守恒， 与 s 的关系式为 ) 10、多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点( A 点)下滑，测量相应的 s 与 t 值，结果如下表所示：1 2 3 4 5s/m 04ss 为横坐标， 为纵坐标，在图 110 的坐标纸中描出第 1 和第 5 个数据点；根据 5 个1得该直线的斜率 k_10 4 m1 s2 (保留 3 位有效数字)由测得的 h、 d、 b、 M 和 m 数值可以计算出 s 直线的斜率 将 k 和 行比较，若其1可认为此实验验证了机械能守恒定律(M+m)( )2。 由机械能守恒定律， (M+m)( )12得 =( - )s。 s 直线的斜率 k=04 m1 s2。 12+2校两个课外活动小组分别用以下两种方法来验证 11、机械能守恒定律。 请阅读下列两段材料，完成后面问题。 第 1 小组：利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。 图所示所标数据为实际距离， 小组同学通过计算得到不同时刻的速度和速度的平方值如下表，当他们要计算重力势能的改变量时，发现不知道当地重力加速度，请你根据实验数据，按照下列要求计算出重力加速度。 时刻 t1 t2 t3 t4 v(m/s) m2/）在所给的坐标纸上作出 v2h 图象；（2）分析说明，图象斜率的绝对值表示的物理意义是：_；（3）由图象求得的重力加速度是_m/s 2（结果保留三位有效数字）。 第 2 小组：验是利用现代信息技术进行的实验。 “用 究机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示，小组同学在实验中利用小铁球从很光洁的曲面上滚下，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（最低点）的高度h，纵轴表示小铁球的重力势能 能。 试回答下列问题：（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。