【三维设计】2013届高考物理一轮复习 第五章 实验六 验证机械能守恒定律提升练习 粤教版（广东专用）

用心 爱心 专心 1 20132013 届高考物理届高考物理 三维设计三维设计 粤教版广东专用 一轮复习课下 粤教版广东专用 一轮复习课下 提升练习 第五章提升练习 第五章 实验六实验六 验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律 1 1 双选双选 在在 验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律 的实验中 要验证的是重物重力势能的减少等于的实验中 要验证的是重物重力势能的减少等于 它动能的增加 以下步骤仅是实验中的一部分 在这些步骤中多余的或错误的有它动能的增加 以下步骤仅是实验中的一部分 在这些步骤中多余的或错误的有 A A 用天平称出重物的质量 用天平称出重物的质量 B B 把打点计时器固定到铁架台上 并用导线把它和低压交流电源连接起来 把打点计时器固定到铁架台上 并用导线把它和低压交流电源连接起来 C C 把纸带的一端固定到重物上 另一端穿过打点计时器的限位孔 把重物提升到一定 把纸带的一端固定到重物上 另一端穿过打点计时器的限位孔 把重物提升到一定 高度高度 D D 接通电源 待打点稳定后释放纸带 接通电源 待打点稳定后释放纸带 E E 用秒表测出重物下落的时间 用秒表测出重物下落的时间 解析 在解析 在 验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律 的实验中 需验证重力势能减少量的实验中 需验证重力势能减少量mghmgh和动能增加量和动能增加量 mvmv2 2之间的大小关系 若机械能守恒 则有之间的大小关系 若机械能守恒 则有mghmgh mvmv2 2成立 两边都有质量 可约去 即验成立 两边都有质量 可约去 即验 1 1 2 2 1 1 2 2 证证ghgh v v2 2成立即可 故无需测质量 成立即可 故无需测质量 A A 选项多余 对选项多余 对 E E 选项 测速度时 用的是纸带上的选项 测速度时 用的是纸带上的 1 1 2 2 记录点间的距离和打点计时器打点的时间间隔 无需用秒表测量 因此记录点间的距离和打点计时器打点的时间间隔 无需用秒表测量 因此 E E 选项也多余 选项也多余 答案 答案 AEAE 2 2 在 在 验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律 的实验中 由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上 的实验中 由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上 使纸带通过时受到较大阻力 这样会导致实验结果使纸带通过时受到较大阻力 这样会导致实验结果 A A mghmgh mvmv2 2 B B mghmgh mvmv2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 C C mghmgh mvmv2 2 D D 以上均有可能 以上均有可能 1 1 2 2 解析 由于重物下落克服阻力做功 因此机械能不守恒 重物减小的重力势能一方面转解析 由于重物下落克服阻力做功 因此机械能不守恒 重物减小的重力势能一方面转 化为动能 另一方面用于克服摩擦力做功转化为内能 因此减小的重力势能大于增加的动能 化为动能 另一方面用于克服摩擦力做功转化为内能 因此减小的重力势能大于增加的动能 选项选项 A A 正确 正确 答案 答案 A A 3 3 利用如图实 利用如图实 6 6 7 7 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开始自由下落到某点时的瞬时速度v v和下落高度和下落高度h h 某班同学利用实验得到的纸带 设计了 某班同学利用实验得到的纸带 设计了 以下四种测量方案 其中正确的是以下四种测量方案 其中正确的是 用心 爱心 专心 2 图实 图实 6 6 7 7 A A 用刻度尺测出物体下落的高度 用刻度尺测出物体下落的高度h h 并测出下落时间 并测出下落时间t t通过通过v v gtgt计算出瞬时速度计算出瞬时速度v v B B 用刻度尺测出物体下落的高度 用刻度尺测出物体下落的高度h h 并通过 并通过v v 计算出瞬时速度计算出瞬时速度v v 2 2g gh h C C 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 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 测算出瞬时速度速度 测算出瞬时速度v v 并通过 并通过h h 计算出高度计算出高度h h v v2 2 2 2g g D D 用刻度尺测出物体下落的高度 用刻度尺测出物体下落的高度h h 根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度 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 测算出瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度 测算出瞬时速度v v 解析 在验证机械能守恒定律的实验中不能将物体下落的加速度看做解析 在验证机械能守恒定律的实验中不能将物体下落的加速度看做g g 只能把它当做 只能把它当做 未知的定值 所以正确方案只有未知的定值 所以正确方案只有 D D 项 项 答案 答案 D D 4 4 在研究弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系的实验中 弹簧长度的改变量可以 在研究弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系的实验中 弹簧长度的改变量可以 利用刻度尺直接测量得到 而弹性势能的大小只能通过物理原理来间接测量 现有两组同学利用刻度尺直接测量得到 而弹性势能的大小只能通过物理原理来间接测量 现有两组同学 分别按图实 分别按图实 6 6 8 8 甲甲 让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放 使钢球沿水平方向射出让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放 使钢球沿水平方向射出 桌面桌面 和图乙和图乙 让滑块向左压缩弹簧一段距离后由静止释放 使滑块在气垫导轨上向右运动 让滑块向左压缩弹簧一段距离后由静止释放 使滑块在气垫导轨上向右运动 通过相应的测量仪器可以测出滑块脱离弹簧后的速度通过相应的测量仪器可以测出滑块脱离弹簧后的速度 两组不同的测量方案进行测量 请写两组不同的测量方案进行测量 请写 出图甲方案中弹性势能与小球质量及图中各量之间的关系出图甲方案中弹性势能与小球质量及图中各量之间的关系E Ep p 图乙方案中除了从 图乙方案中除了从 仪器上得到滑块脱离弹簧后的速度外还要直接测量的量为仪器上得到滑块脱离弹簧后的速度外还要直接测量的量为 两种方案的共同点都是 两种方案的共同点都是 将弹性势能的测量转化为对将弹性势能的测量转化为对 能的测量 能的测量 图实 图实 6 6 8 8 解析 由解析 由x x v v0 0t t h h gtgt2 2可得小球平抛的速度可得小球平抛的速度v v0 0 x x 故弹簧的弹性势能 故弹簧的弹性势能 1 1 2 2 g g 2 2h h E Ep p mvmv0 02 2 图乙方案中测速装置能测出 图乙方案中测速装置能测出v v0 0 故必须再测出滑块的质量 两种方案的共 故必须再测出滑块的质量 两种方案的共 1 1 2 2 m mg gx x2 2 4 4h h 同点是将弹性势能的测量转化为对动能的测量 同点是将弹性势能的测量转化为对动能的测量 用心 爱心 专心 3 答案 答案 滑块质量滑块质量 动动 m mg gx x2 2 4 4h h 5 5 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中 使质量为 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中 使质量为m m 1 001 00 kgkg 的重物自由下的重物自由下 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实 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实 6 6 9 9 所示 所示 O O为第一个点 为第一个点 A A B B C 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 0 020 02 s s 打一个点 当地的重力加速度为打一个点 当地的重力加速度为g g 9 809 80 m sm s2 2 那么 那么 图实 图实 6 6 9 9 1 1 根据图上所得的数据 应取图中根据图上所得的数据 应取图中O O点到点到 点来验证机械能守恒定律 点来验证机械能守恒定律 2 2 从从O O点到点到 1 1 问中所取的点 重物重力势能的减少量问中所取的点 重物重力势能的减少量 E Ep p J J 动能增加量 动能增加量 E Ek k J J 结果取三位有效数字结果取三位有效数字 3 3 若测出纸带上所有各点到若测出纸带上所有各点到O O点之间的距离 根据纸带算出各点的速度点之间的距离 根据纸带算出各点的速度v v及物体下落及物体下落 的高度的高度h h 则以 则以为纵轴 以为纵轴 以h h为横轴画出的图像是图实 为横轴画出的图像是图实 6 6 1010 中的中的 v v2 2 2 2 图实 图实 6 6 1010 解析 解析 1 1 因只能计算出因只能计算出B B点的速度 故应取图中点的速度 故应取图中O O点到点到B B点来验证机械能守恒 点来验证机械能守恒 2 2 E Ep p mghmghOB OB 1 881 88 J J v vB B 1 921 92 m sm s h hO OC C h hO OA A 2 2T T 故故 E Ek k mvmvB B2 2 1 00 1 92 1 00 1 92 2 2 J J 1 841 84 J J 1 1 2 2 1 1 2 2 3 3 由机械能守恒定律可知 由机械能守恒定律可知 mghmgh mvmv2 2 故有 故有 1 1 2 2 ghgh 图像 图像 A A 正确 正确 v v2 2 2 2 答案 答案 1 1 B B 2 1 88 2 1 88 1 841 84 3 A 3 A 用心 爱心 专心 4 6 6 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 然后按 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 然后按 如图实 如图实 6 6 1111 所示的方式 用垫块把导轨一端垫高所示的方式 用垫块把导轨一端垫高H H 滑块 滑块m m上面装上面装l l 3 3 cmcm 的挡光框 的挡光框 使它由轨道上端任一处滑下 测出它通过光电门使它由轨道上端任一处滑下 测出它通过光电门G G1 1和和G G2 2时的速度时的速度v v1 1和和v v2 2 就可以算出它由 就可以算出它由 G G1 1到到G G2 2这段过程中动能的增加量这段过程中动能的增加量 E Ek k m m v v2 22 2 v v1 12 2 再算出重力势能的减少量 再算出重力势能的减少量 E Ep p mghmgh 1 1 2 2 比较比较 E Ek k与与 E Ep p的大小 便可验证机械能是否守恒 的大小 便可验证机械能是否守恒 图实 图实 6 6 1111 1 1 滑块的速度滑块的速度v v1 1 v v2 2如何求出 滑块通过如何求出 滑块通过G G1 1 G G2 2时的高度差时的高度差h h如何求出 如何求出 2 2 若测得图中若测得图中L L 1 1 m m s s 0 50 5 m m H H 2020 cmcm m m 500500 g g 滑块通过 滑块通过G G1 1和和G G2 2的时间分别的时间分别 为为 5 105 10 2 2 s s 和 和 2 102 10 2 2 s s 当地重力加速度 当地重力加速度g g 9 809 80 m sm s2 2 试判断机械能是否守恒 试判断机械能是否守恒 解析 解析 1 1 因为挡光框宽度很小因为挡光框宽度很小l l 3 3 cmcm 而滑块通过光电门的时间极短 故可以认为滑 而滑块通过光电门的时间极短 故可以认为滑 块做匀速运动 则通过两光电门时的平均速度就等于通过块做匀速运动 则通过两光电门时的平均速度就等于通过G G1 1和和G G2 2两位置的瞬时速度 即两位置的瞬时速度 即 v v1 1 v v2 2 由三角形相似知识可知 由三角形相似知识可知 可求得 可求得 l l t t1 1 l l t t2 2 h h s s H H L L h h s s H H L L s s都是事先设定的 都是事先设定的 H H L L 2 2 v v1 1 m sm s 0 60 6 m sm s l l t t1 1 3 3 1 10 0 2 2 5 5 1 10 0 2 2 v v2 2 m sm s 1 51 5 m sm s l l t t2 2 3 3 1 10 0 2 2 2 2 1 10 0 2 2 h h s