2019高考物理一轮复习 课时作业（二十二）实验、探究： 验证机械能守恒定律

课时作业(二十二)实验、探究：验证机械能守恒定律班级：_姓名：_1.在“验证机械能守恒定律”的实验中有如下可供选择的器材：铁架台、电磁打点计时器、复写纸、纸带(带夹子)、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关其中不必要的器材是_，缺少的器材是_2利用如图所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.某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案： 第2题图A用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过vgt计算出瞬时速度vB用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v计算出瞬时速度vC根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过h计算出高度hD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以上方案中只有一种正确，正确的是_(填入相应的字母)3与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间现利用图所示装置验证机械能守恒定律图乙中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为30，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00102 s、2.00102 s已知滑块质量为2.00 kg，滑块沿斜面方向的宽度为5.00 cm，光电门1和2之间的距离为0.540 m，g9.80 m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度甲乙第3题图(1)滑块通过光电门1时的速度v1_m/s，通过光电门2时的速度v2_m/s：(2)滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为_J，重力势能的减少量为_J.4在“探究恒力做功与机械能改变的关系”实验中(装置如图甲): (1) 下列说法哪一项是正确的_(填选项前字母)A平衡摩擦力时必须将砝码通过细线挂在小车上B为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量C实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放(2) 图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz.则打B点时小车的瞬时速度大小为_m/s(保留三位有效数字)甲乙第4题图5某同学用如图甲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，可以提供输出电压为6 V的交流电和直流电，交流电的频率为50 Hz.重锤从高处由静止开始下落，重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律甲乙(1)他进行了下面几个操作步骤 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先接通电源，后释放纸带，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其增加的动能其中没有必要进行的步骤是_，操作不当的步骤是_(填选项字母)(2)这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图乙所示，其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点根据纸带上的测量数据，可得出打B点时重锤的速度为_m/s.(保留3位有效数字)(3)他根据纸带上的数据算出各点的速度v，量出下落距离h，并以为纵轴、以h为横轴，作画出的h图象，应是图丙中的_丙丁第5题图(4)他进一步分析，发现本实验存在较大误差，为此对实验设计进行了改进，用如图丁所示的实验装置来验证机械能守恒定律：通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器(图中未画出)记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出A、B之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d.重力加速度为g.实验前应调整光电门位置使小铁球下落过程中球心通过光电门中的激光束则小铁球通过光电门时的瞬时速度v_如果d、t、h、g满足关系式_，就可验证机械能守恒定律(5)比较两个方案，改进后的方案相比原方案的最主要的优点是：_6在用落体法验证机械能守恒定律的实验时，现有的器材为： 带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平回答下列问题：(1) 为完成此实验，除以上的器材，还需要的器材有_A毫米刻度尺B秒表C012V的直流电源D012V的交流电源(2) 在实验中打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g9.8m/s2，实验选用的重物质量m1kg，纸带上打点计时器打下的连续计时点A、B、C到打下第一点O的距离如图所示，则从打下O点至B点的过程中，重物重力势能的减少量Ep_J，动能的增加量Ek_J(计算结果均保留3位有效数字)第6题图(3) 通过计算发现，Ep_Ek(选填“小于”“大于”或“等于”)，这是因为_7某实验小组采用如图甲所示的装置来探究“功与速度变化的关系”，实验中，小车经过光电门时，钩码尚未到达地面(1)实验步骤如下：第一步：用螺旋测微器测得挡光片的宽度d如图乙所示，则d_mm.第7题图第二步：把挡光片固定在小车上，把小车放到轨道上，用细线一端与小车连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘，第三步：保持轨道水平，在砝码盘里放适量砝码，让小车由静止开始做匀加速运动，释放后，记录光电门的挡光时间t，测出光电门距离挡光片前端的距离x，第四步：小车仍由同一点静止释放，仅移动光电门，改变x，多次实验并记录数据，第五步：关闭电源，通过分析小车位移与速度变化的关系来研究合外力做功与速度变化的关系(2)实验中，该小组同学通过研究小车位移x与挡光时间t的关系从而得到合外力做功与速度变化的关系，为了使图象呈现线性关系，该组同学应作_图象(填序号) AxtBxCxt2 Dx8如图为某研究性学习小组设计的“验证机械能守恒定律”的实验装置小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定将轻绳拉至水平后由静止释放，在最低点附近放置一组光电门，如图测出小圆柱运动到最低点时通过光电门的时间t，再用游标卡尺测出小圆柱的直径d，重力加速度为g.第8题图(1) 某同学测出了悬点到圆柱重心的距离为l，若等式gl_成立，则可验证小圆柱下摆过程机械