世纪金榜2016高考物理一轮梯级演练跟踪检测区 实验06-验证机械能守恒定律

世纪金榜2016高考物理一轮梯级演练跟踪检测区 实验06-验证机械能守恒定律内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 跟踪检测区【高考题组】1.(2013新课标全国卷)某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连：弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图甲所示。 向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放,小球离开桌面后落到水平地面。 通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能。 回答下列问题：(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能 知重力加速度大小为 g。 为求得 少需要测量下列物理量中的()用所选取的测量量和已知量表示。 (3)图乙中的直线是实验测量得到的 线。 从理论上可推出,如果 h 不变,m 增加 2、,线的斜率会(选填“增大” “减小”或“不变”);如果m 不变,h 增加,线的斜率会(选填“增大” “减小”或“不变”)。 由图乙中给出的直线关系和 x 的次方成正比。 高中物理资源下载平台世昌的博客 【解析】(1)弹簧被压缩后的弹性势能 k= 球以初速度 v 做平抛运12动,s=vt,h= 立方程得 ,由此可知,需要测量 m、s 、h, 选项12 m24A、B、C 正确。 (2)用所选取的测量量和已知量表示。 m24(3)弹性势能的大小与弹簧压缩量 x 有关, 由 线可知,s 与 x 成正比,即s=以 = , x 的 2 次方成正比, 即 Ep=k(x)2=m24m2()24,所以有 s= x,由 3、此可知,如果 h 不变,m 增加,线的斜率会减m24 4小;如果 m 不变 ,h 增加,线的斜率会增大。 答案：(1)A 、B、C(2) (3)减小增大2m242.(2011海南高考)现要通过实验验证机械能守恒定律。 实验装置如图所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上 A 点处有一带长方形遮光片的滑块,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,s 表示 A、B 两点的距离,将遮光片通过光电门 4、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 B 的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为。 动能的增加量高中物理资源下载平台世昌的博客。 若在运动过程中机械能守恒, 与 s 的关系式为 = 12 12。 (2)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,结果如表所示：1 2 3 4 5s/m 104s 为横坐标, 为纵坐标,在坐标纸中描出第 1 和第 5 个数据点;根据 5 个数据12点作直线,求得该直线的斜率 k=10 4留 3 位 5、有效数字)。 由测得的 h、d、b、M 和 m 数值可以计算出 线的斜率 k 和 12其差值在实验允许的范围内,则可认为此实验验证了机械能守恒定律。 【解析】(1)滑块和遮光片的重力势能减少 ,砝码的重力势能增加 ,所以系统的重力势能减少的量为滑块运动到光电门时的速度为 v= ,b所以系统的动能增加量为高中物理资源下载平台世昌的博客 (M+m)。 12 (+)222若机械能守恒,则有,M (+)222解得 = s。 122()(+)2(2)如图所示。 由图像可求得斜率 k= =042答案：(1) (+)222 2()(+)2(2)见解析图新题组】3.“验证机械能守恒定律”的实验装置可以采用如图所示的甲或 6、乙方案来进行。 高中物理资源下载平台世昌的博客 (1)比较这两种方案,(选填“甲”或“乙”)方案好些。 (2)该同学开始实验时情形如图丙所示,接通电源释放纸带。 请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方： ;。 (3)该实验中得到一条纸带,且测得每两个计数点间的距离如图丁中所示。 已知相邻两个计数点之间的时间间隔 T=物体运动的加速度 a=;该纸带是采用(选填“甲”或“乙”)实验方案得到的。 【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,误差小,操作方便。 乙方案中小车受斜面的摩擦力影响较大, 故甲方案好一些。 (2)图中打点计时器接直流电源, 打点计时 7、器应接交流电源。 重物释放时离打点计时器太远,不利于数据的采集和测量。 (3)采用逐差法求解加速度：a= s2,41242高中物理资源下载平台世昌的博客 ,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(2)打点计时器接直流电源重物释放时离打点计时器太远(3)同学利用图甲中器材进行实验,正确地完成实验操作后,得到一条点迹清晰的纸带,如图乙所示。 在实验数据处理中,某同学取A、B 两点来验证实验。 已知打点计时器每隔 一个点,图中测量结果记录在下面的表格中。 项目 x1/瞬时速度/(ms x2/瞬时速度/(ms B 两点间距离/)观察纸带,可知连接重物的夹子应夹在纸带的(选填 8、“左”或“右”)端。 (2)将表格中未填项目填写完整。 (3)若重物和夹子的总质量为 么在 动过程中,动能的增加量为J,重力势能减少量为 J。 【解析】(1)重物刚开始运动 ,速度较小,点迹比较密集,故夹子应夹在纸带的左端。 (2)=s。 高中物理资源下载平台世昌的博客 (3)在 动过程中,动能增加量为 m - m 力势能减少量1212Ep=案：(1)左(2)3)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 一个点,当地的重力加 9、速度为 g=么：(1)根据图上所得的数据,应取图中 O 点到点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 E p=J,动能增加量 E k=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 及物体下落的高度 h,则以 为纵轴,以 h 为横轴画出的图像是图中的()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)Ep=mgJ=2故 m = J=212高中物理资源下载平台世昌的博客 (3)由机械能守恒定律可知,有 =像 A 正确。 12 1)B(2)(3)验装置示意图如图 10、所示：(1)实验步骤。 将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于 1m,将导轨调至水平。 用游标卡尺测量挡光条的宽度 l=由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离 s=将滑块移至光电门 1 左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门 2。 从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门 1 和光电门 2 所用的时间 t 1和 t 2。 用天平称出滑块和挡光条的总质量 M,再称出托盘和砝码的总质量 m。 (2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式滑块通过光电门 1 和光电门 2 时瞬时速度分别为 和。 当滑块通过光电门 1 和光电门 2 时,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为 和。 在滑块从光电门 1 运动到光电门 2 的过程中,系统势能的减少 E p=(重力加速度为 g)。 (3)如果 E p=,则可认为验证了机械能守恒定律。 【解析】由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s=于挡光条宽度很小,因此将挡光条通过光电门时的平均速度看作瞬时速度,挡光高中物理资源下载平台世昌的博客 ,挡光时间 t 可从数字计时器读出,因此, 滑块通过光电门的瞬时速度为 ,则通过光电门 1 时瞬时速度为 ,通过光电门 2 时瞬时速度为。 由于质量事先已用天平测出,由公式 得：滑块通过光电门 1 时系统12动能 (M+m)( )2,滑块通过光电门 2 时系统动能。