高考物理一轮复习（同步课时作业及单元检测）第5章 机械能及其守恒定律 实验 验证机械能守恒定律

高考物理一轮复习（同步课时作业及单元检测）第5章 机械能及其守恒定律 实验 验证机械能守恒定律内容摘要：

1、验证机械能守恒定律1如图实6 所示是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带，我们选 面举出一些计算打 N 点时纸带下落速度的方法，其中正确的是(T 为打点周期 ) ()图实6AN 点是第 n 个点，则 vN 点是第 n 个点，则 vNg(n 1)TCv N12TDv N1 12体下落的实际加速度小于 g，不能采用公式 v算打 点的速度为 段的平均速度，v N ，C 项正确122在用图实7 所示的实验装置来验证机械能守恒定律时，某同学的以下说法中正确的是 ()图实7A必须用秒表测出重物下落的时间B实验操作时，注意手提着纸带使重物靠近打点计时器，先接通打点计时器电源，然后松开纸带C如果打点 2、计时器不竖直，重物下落时，其重力势能有一部分消耗在纸带摩擦上，就会造成重力势能的变化小于动能的变化D验证时，可以不测量重物的质量或重力解析：因为实验中使用打点计时器，不需要测时间，A 错误；打点计时器不竖直，其重力势能有一部分消耗在纸带摩擦上，造成重力势能的减少量大于动能的增加量，C 错误；实验时，为节约纸带，便于测量，应使重物靠近打点计时器，应先通电后放手，B 正确；因为动能和势能表达式中都含有质量，可以消去，故不需测质量，D 正确答案：2010广州模拟)“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图实8 所示的甲或乙方案来进行甲方案为用自由落体实验验证机械能守恒定律，乙方案为用斜面小车实验验证机 3、械能守恒定律图实8(1)比较这两种方案，_( 填“甲”或“乙”)方案好一些，理由是_(2)图丙所示是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图所示，已知每两个计数点之间的时间间隔 T0.1 s物体运动的加速度 a_；该纸带是采用_(填“甲” 或“乙”) 实验方案得到的简要写出判断依据_解析：(1)机械能守恒的前提是只有重力做功，实际操作的方案中应该使摩擦力越小越好故甲方案好一些(2)a 4.8 m/s 2g，故为斜面上小车下滑的加速度所以该纸带采用图乙所示的实验方案答案：(1)甲因为这个方案摩擦阻力小，误差小，操作方便，所用实验器材少(2)4.8 m/.7 m/.9 m/s 2)乙因 4、为物体运动的加速度比重力加速度小得多4.(2010南通模拟)用如图实9 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生电源，有交流(频率为 50 直流两种输出重锤从高处由静止开始落下，拖动纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律(1)一同学按如下步骤进行实验：A用天平测量出重锤的质量；B按图示的装置安装器件；C将打点计时器接到电源的直流输出端上；D先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；E先断开电源，换用纸带，重复步骤 D；F选取合适的纸带；G测量所选纸带上某些点之间的距离；H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(1 5、)指出其中没有必要进行的步骤是_；操作不恰当的步骤是 _(2)利用这个装置也可以测量重锤加速度的数值这位同学打出的纸带如图实10 所示，A 点为打下的第一个点，0、1、2、3、4、5、6 为连续的点，现测得 s2、s 3、s4、s 5、s 6 分别为 你根据这条纸带推算此落体过程的加速度 a 为_ m/s 2.(保留三位有效数字)图实10(3)某同学根据第(2) 问求得的加速度数值计算重力势能的变化量 证机械能守恒定律试分析其合理性1)步骤 A 是不必要的，由此实验中所需验证的式子 步骤是不恰当的，打点计时器的工作电源是交流电源12(2)由逐差法有 a m/s 2 )计算重力势能的变化量时，应 6、采用当地的重力加速度的数值，而测出的加速度因阻力的影响比当地的重力加速度值偏小不合理答案：(1)AC(2)(3)见解析5利用气垫导轨装置验证机械能守恒定律时，先非常仔细地把导轨调成水平，然后依图实11 所示用垫块把导轨一端垫高 H，滑块 m 上面装 l3 挡光框，使它由轨道上端任一处滑下，测出它通过电门 的速度 可以算出它由 段过程中动能的增加量 m(v 12)，再算出重力势能的减少量 较 大小，便可验证机械能是否守恒11(1)滑块的速度 v1、v 2 如何求出。 滑块通过 的高度 h 如何求出。 (2)若测得图中 L1 m，sm，H 20 cm，m500 g，滑块通过 时间分别为 02 s 和 7、02 s，当地重力加速度 gm/s 2，试判断机械能是否守恒解析：(1)因为挡光框的宽度很小 l3 滑块通过电门的时间极短，故可以认为滑块通过电门时做匀速运动，则通过两电门时的平均速度就等于通过 2两位置的瞬时速度，v 1 ，v 2 ；由相似原理可知 ，便可求得 h s，H、L、L 2) m/s0.6 m/s，10 2510 2 m/s1.5 m/s，h s 0.5 m0.1 10 2210 2 m(v 12) ) J2重力势能减少量 EpJ，在误差允许的范围内可认为机械能守恒答案：见解析6(2010海安调研)如图实12 所示，用包有白纸的质量为 圆柱棒替代纸带和重物；蘸有颜料的毛笔固定在电动 8、机的飞轮上并随之匀速转动，以替代打点计时器烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面的纸上画出记号，如图实13 所示设毛笔接触棒时不影响棒的运动，测得记号之间的距离依次为 26.0 0.0 74.0 8.0 22.0 46.0 此可验证机械能守恒定律已知电动机铭牌上标有“1200 r/样根据以上内容回答下列问题：图实13(1)毛笔画相邻两条线的时间间隔 T(2)根据图实13 所给的数据可知：毛笔画下记号“3”时，圆柱棒下落的速度 _m/s；画下记号“6”时，圆柱棒下落的速度 _m/s；在毛笔画下记号“3”到画下记号“6”的这段时间内，棒的动能的增加量为_J，重力势能的减少量为_ 9、J由此可得出的结论是_(g9.8 m/s 2，结果保留三位有效数字)解析：(1)由于电动机铭牌上标有“1200 r/字样，所以电动机的转动周期为 Ts)毛笔画相邻两条线的时间间隔为 s根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，则画记号“3”时，圆柱棒下落的速度为 m/s10 s，同理可求得画记号“6”时，圆柱棒下落的速度 m/，重力势能的减少量为 Ep2 12J根据求得的数据，在实验误差允许的范围内，圆柱棒在下落过程中机械能守恒答案：(1)2)误差允许的范围内圆柱棒在下落过程中机械能守恒7(2010南京调研)某研究性学习小组用如图实14 所示装置验证机械能守恒定律让一个摆球由静止开始从 A 10、 位置摆到 B 位置，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，即 直接测量摆球到达 B 点的速度 v 比较困难现让小球在 B 点处12脱离悬线做平抛运动，利用平抛的特性来间接地测出 4 所示，悬点正下方 P 点处放有水平放置的炽热的电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹用重垂线确定出 A、B 点的投影点 N、0 次(小球每一次都从同一点由静止释放 )，球的落点痕迹如图实 15 所示，图中米尺水平放置，零刻度线与 M 点对齐用米尺量出 高度 M 的高度 出 A、B 两点的竖直距离，再量出 M、C 之间的距离 s，即可验证机械能守恒定律已知重力加速度为 g，小球的质量为 14图实15(1)根据图实14 可以确定小球平抛时的水平射程为_2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度 _；(3)用测出的物理量表示出小球从 A 到 B 过程中，重力势能的减少量 _，动能的增加量 1)将记录点用较小的圆圈起来，读出圆心处的位置为 (2)根据自由落体下落的距离可求出小球平抛运动的时间为 t ，小球平抛的初2 s )小球从。