高考物理一轮总复习 第五章 机械能及其守恒定律 实验6 验证机械能守恒定律对应演练 迁移运用

在学生就要走出校门的时候，班级工作仍要坚持德育先行，继续重视对学生进行爱国主义教育、集体主义教育、行为规范等的教育，认真落实学校、学工处的各项工作要求实验6 验证机械能守恒定律对应演练迁移运用1(2017安徽安庆质检)小明同学相信生活处处是物理，他想用生活中常见的工具进行“验证机械能守恒定律”的实验如图所示的装置是小明同学的实验装置，装置中包括定滑轮，细绳，A、B两重物巳知当地的重力加速度为g.(1)要使用该装置进行实验，小明需要测量的物理量是ABC.AA、B的质量mA、mBBA、B运动一段距离所经历的时间tCA、B运动的距离hD细绳的长度L(2)如果能够验证机械能守恒定律，则动能与重力势能的关系式为：(mAmB)gh2(mAmB)2.(用(1)中需要测量的量表示，如果要用质量，则mAmB)解析：(1)设A的质量大于B的质量，运动距离h后，系统的重力势能的减小量为(mAmB)gh，A上升的平均速度为，可得A、B运动距离h时的速度大小皆为v2，故系统动能的增加量为(mAmB)v22(mAmB)2，故需要测量的物理量为A、B、C选项的物理量(2)如果机械能守恒定律成立，则有(mAmB)gh2(mAmB)2.2(2017四川成都模拟)用图甲的装置研究物体的落体运动，已知打点计时器打点的周期为T，当地重力加速度为g.主要操作如下：A接通电源，释放纸带，然后关闭电源；B取下纸带，取其中的一段标出计数点，相邻计数点间的数据如图乙(1)测物体下落过程的加速度a，为减小误差，计算式应为a，测出的a值应比当地的g值小(选填“大”或“小”)，若要使a值接近当地的g值，下落物体应选用1_kg(选填“50g”或“1kg”)的钩码(2)若要验证物体下落过程机械能守恒，选取A、B为研究点，则要验证的关系式为：g(s3s4s5)22；(3)测物体下落过程中阻力的大小Ff(恒定)，则还需要测量的物理量是下落物体与夹子的总质量.解析：(1)由匀加速运动规律可知，(s6s5s4)(s1s2s3)a(6T)2，即a；由于阻力的存在，其加速度比重力加速度g小；当物体的重力较大时，阻力对物体的影响相对较小，可以忽略，其加速度更接近重力加速度g.(2)如果下落物体的机械能守恒，则有mgsABmvmv，解之得g(s3s4s5)22.(3)选下落物体与夹子作为系统进行研究，由牛顿第二定律可知，mgFfma，解之得Ffmgma.只有已知下落物体与夹子的总质量才能求解出阻力Ff.3(2017上海浦东模拟)用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒m2从高处由静止开始下落，m1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如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，所用电源的频率为50 Hz，计数点间的距离如图乙所示已知m150 g、m2150 g，则：(结果均保留两位有效数字) (1)在纸带上打下计数点5时的速度v52.4 m/s；(2)在打下第0点到打下第5点的过程中系统动能的增量Ek0.58 J，系统重力势能的减少量Ep0.60_ J；(取当地的重力加速度g10m/s2)(3)若某同学作出v2h图象如图丙所示，则当地的重力加速度g9.7 m/s2.解析：(1)v5 m/s2.4 m/s(2)Ek(m1m2)v00.58 JEpm2gh5m1gh50.60 J(3)由(m2m1)gh(m1m2)v2知即图线的斜率k解得g9.7 m/s2.)4(2016北京卷)利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的A.A动能变化量与势能变化量B速度变化量与势能变化量C速度变化量与高度变化量除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是AB.A交流电源B刻度尺C天平(含砝码)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC.已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T.设重物的质量为m.从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量EpmghB，动能变化量Ekm2.大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是C.A利用公式vgt计算重物速度B利用公式v计算重物速度C存在空气阻力和摩擦阻力的影响D没有采用多次实验取平均值的方法某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2h图象，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒请你分析论证该同学的判断依据是否正确答案：该同学的判断依据不正确在重物下落h的过程中，若阻力f恒定，由mghfhmv20得，v22(g)h可知，v2h图象就是过原点的一条直线要想通过v2h图象的方法验证机械能是否守恒，还必须看图象的斜率是否接近2g.解析：只需要比较重物下落过程中，任意两点间的动能变化量与势能变化量是否相等，即可验证机械能是否守恒，故选A打点计时器需要接交流电源，故选A；还需要用刻度尺测量重物下落的高度，故还要选B从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少mghB，变化量为mghB；打B点的速度vB，动能Ek，联立解得Ekm2，故动能变化量EkEk0m()2.由于存在空气阻力和摩擦阻力的影响，导致重力势能的减少量大于动能的增加量，产生系统误差，多次实验取平均值无法消除系统误差，故选项C对在重物下落h的过程中，若阻力f恒定，由动能定理得，mghfh，解得v22(g)h，故v2h图象是一条过原点的直线，但还要看图线的斜率是否在误差允许的范围内接近2g，才能用