高考物理一轮总复习 实验6 验证机械能守恒定律课后提能演练.doc

实验6 验证机械能守恒定律1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，正确的是()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【答案】d2如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平回答下列问题：(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有_(填入正确选项前的字母)a米尺b秒表c012 v的直流电源d012 v的交流电源(2)实验中误差产生的原因有_；_(写出两个原因)【答案】(1)ad(2)见解析【解析】(1)需要米尺来测量纸带上的点之间的距离，电磁打点计时器需用交流电源，故选项a、d正确(2)纸带与电磁打点计时器之间存在摩擦力；测量两点之间距离时的读数有误差；计算势能变化时，选取的两点距离过近；交流电源频率不稳定(选取两个原因即可)3(2017届九江模拟)图甲是验证机械能守恒定律的实验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，测出小圆柱运动到最低点的挡光时间t，再用游标卡尺测出小圆柱的直径d，如图乙所示，重力加速度为g.则：甲乙 (1)小圆柱的直径d_ cm.(2)测出悬点到圆柱重心的距离l，若等式gl_成立，说明小圆柱下摆过程机械能守恒(3)若在悬点o安装一个拉力传感器，测出绳子上的拉力f，则要验证小圆柱在最低点的向心力公式，还需要测量的物理量是_(用文字和字母表示)，若等式f_成立，则可验证小圆柱在最低点的向心力公式【答案】(1)1.02(2)2(3)小圆柱的质量mmgm【解析】(1)小圆柱的直径d10 mm20.1 mm10.2 mm1.02 cm.(2)根据机械能守恒定律得mglmv2，所以只需验证glv22，就说明小圆柱下摆过程中机械能守恒(3)若测量出小圆柱的质量m，则在最低点由牛顿第二定律得fmgm，若等式fmgm成立，则可验证小圆柱在最低点的向心力公式4登上月球的宇航员利用频闪仪(频率为每秒20次)给自由落体的小球所拍的频闪照片如图所示(图上所标数据为小球到达各位置时总的下落高度)，则：(1)月球表面重力加速度为_m/s2.(保留2位有效数字)(2)月球表面没有空气，因此做能量守恒实验具有更好的条件假设月球表面重力加速度为上述计算值，小球的质量为m，则小球从o点由静止开始下落到e处增加的动能的表达式为_(距离用oa，ab，bc等字母表示，频闪时间间隔为t)从o点开始下落到e点的过程中减少的势能表达式为_(月球表面重力加速度用g月表示)，由照片上的数据可以计算并判断出小球下落过程中机械能_(填“守恒”或“不守恒”)【答案】(1)1.6(2)ekmepmg月oe守恒【解析】(1)根据逐差法可得，小球的加速度为a代入数据解得：a1.6 m/s2.(2)根据匀变速直线运动规律，可知e点速度为ve，则小球从o点由静止开始下落到e处增加的动能的表达式为ekmvm.减少的势能等于重力所做的功，因此有epmg月oe，代入数据计算可知ekep，由此可知动能增加量和重力势能减少量相等，因此机械能守恒5(2017届徐州模拟)利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，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条的滑块，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的小球相连；遮光条两条长边与导轨垂直；导轨上b点有一光电门，可以测量遮光条经过光电门时的挡光时间t，用d表示a点到光电门b处的距离，b表示遮光条的宽度，将遮光条通过光电门的平均速度看作滑块通过b点时的瞬时速度实验时滑块在a处由静止开始运动甲乙丙(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度b，结果如图乙所示，由此读出b_ mm；(2)滑块通过b点的瞬时速度可表示为_；(3)某次实验测得倾角30，重力加速度用g表示，滑块从a处到达b处时，m和m组成的系统动能增加量可表示为ek_，系统的重力势能减少量可表示为ep_，在误差允许的范围内，若ekep，则可认为系统的机械能守恒；(4)在上次实验中，某同学改变a，b间的距离，作出的v2d图象如图丙所示，并测得mm，则重力加速度g_ m/s2.【答案】(1)3.75(2)(3)gd(4)9.6【解析】(1)b3 mm0.05 m