2012届高考物理一轮复习 第五章机械能守恒定律第5讲 实验六验证机械能守恒定律课时训练 新人教版

1 20122012 届高考一轮物理复习 人教版 课时训练第五章届高考一轮物理复习 人教版 课时训练第五章 机械能守恒机械能守恒 定律第定律第 5 5 讲讲 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 有 4 条用打点计时器 所用交流电频率为 50 Hz 打出的纸带A B C D 其中一条是做 验证机械能守恒定律 实验时打出的 为找出该纸带 某同学在每条纸带上取了点迹 清 晰的 连续的 4 个点 用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为x1 x2 x3 请你根据下列 x1 x2 x3的测量结果确定该纸带为 已知当地的重力加速度为 9 791 m s2 A 61 0 mm 65 8 mm 70 7 mm B 41 2 mm 45 1 mm 53 0 mm C 49 6 mm 53 5 mm 57 3 mm D 60 5 mm 61 0 mm 60 6 mm 解析 验证机械能守恒采用重锤的自由落体运动实现 所以相邻的 0 02 s 内的位移增加 量 为 x gT2 9 791 0 022 m 3 9 mm 答案 C 2 2010 安徽理综 21 利用图 5 5 8 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 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v gt 计算出瞬时速度v b 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v 图 5 5 8 2gh 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 速 度 测算出瞬时速度v 并通过h 计算出高度h v2 2g d 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 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 只能把它当做 未知的定值 所以正确方案只有 d 项 答案 d 3 科技活动小组成员利用暑假进行社会实践活动时 发现可以利用古 代抛石机的模型来验证机械能守恒定律 其原理如图 5 5 9 所示 图中O为转轴 A球固定于杆上且质量为mA B球放在勺形槽内且 质量为mB 由静止释放轻杆后 可以逆时针转动 轻杆转到竖直位置 图 5 5 9 时 B球被水平抛出 1 要验证机械能守恒定律 首先需要测量mA mB及两球距O点的距离LA LB 除此之 外还需要测量的物理量有 2 A A球从释放运动到最低点的时间t B O离地面的高度h C B球落地点与O的水平距离x D 释放轻杆时A球的高度h0 2 下列减小实验误差的措施中 可行的有 A 开始释放时 让轻杆水平 B 支架处地面与B球落地处地面要在同一水平面上 C 杆的硬度尽量高 D 在同一高度多次释放A球的前提下 取B球的平均落点 然后测量x E 尽量减小转轴O处的摩擦力 F 尽量减小B球的质量 3 在轻杆从水平状态无初速释放的前提下 结合上述测定的物理量 可求系统重力势 能 减少量为 动能增加量为 正常情况下会出现前者 填 大 于 或 小于 后者 解析 1 验证实验中A B两球系统的机械能守恒 应先找出A B两球初 末状态对 应的机械能 与轻杆转动时间无关 所以 B C D 三项正确 2 A 项满足h0 h 便于计算两球初 末状态对应的机械能 B 项可以保证测量操作容 易控制 且便于计算重力势能的变化量 C 项避免弹性势能的参与 D 项是多次测量求 平均值 E 项减少摩擦力能减少机械能向内能的转化 F 项中B球应当尽量选用密度大 的 以减小空气阻力 而与质量无关 所以 A B C D E 项均正确 3 轻杆从水平状态无初速释放 达到最低点过程中 A球重力做正功 B球重力做负功 且B球脱离勺形槽后做平抛运动 所以系统势能的减少量为 mALA mBLB g 动能的增加 量为mAv mBv vB vA LA 联立解得动能的增加量为 1 22A 1 22B x 2 h LB g vB LB x2g 4 h LB 因为有阻力 所以重力势能减小量一般大于动能增加量 mAL2A L2B mB 答案 1 BCD 2 ABCDE 3 mALA mBLB g 大于 x2g 4 h LB mAL2A L2B mB 4 2011 广州模拟 验证机械能守恒定律 的实验可以采用如图 5 5 10 所示的甲或 乙方 案来进行 1 比较这两种方案 选填 甲 或 乙 方案好些 理由是 自由落体实验 斜面小车实验 3 验证机械能守恒定律 验证机械能守恒定律 图 5 5 10 2 如图 5 5 11 是该实验中得到的一条纸带 测得每两个计数点间的距离如图中所示 已知每两个计数点之间的时间间隔T 0 1 s 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 简要写出判断依据 图 5 5 11 3 如图 5 5 12 是采用甲方案时得到的一条纸带 在计算图中N点速度时 几位同学 分别用下列不同的方法进行 其中正确的是 图 5 5 12 A vN gnT B vN xn xn 1 2T C vN D vN g n 1 T dn 1 dn 1 2T 答案 1 甲 该方案摩擦阻力小 误差小 操作方便 2 4 83 m s2 乙 因为物体的加速度比g小得多 3 BC 5 1 关于验证机械能守恒定律实验 下面列出一些实验步骤 A 用天平称出重物和夹子的质量 B 将重物系在夹子上 C 将纸带穿过打点计时器 上端用手提着 下端夹在系有重物的夹子上 再把纸带向 上拉 让夹子静止靠近打点计时器处 D 把打点计时器接在学生电源的交流输出端 把输出电压调至 6 V 电源暂不接通 E 把打点计时器用铁夹固定在放在桌边的铁架台上 使两个限位孔在同一竖直线上 F 在纸带上选取几个点 进行测量并记录数据 G 用秒表测出重物下落时间 H 接通电源 待打点计时器工作稳定后释放纸带 I 切断电源 J 更换纸带 重新进行两次实验 K 在三条纸带中 选出较好的一条 L 进行计算 得出结论 完成实验报告 M 拆下导线 整理器材 对于本实验以上步骤中 不必要的有 正确步骤的合理顺序是 填写 代 表字母 2 某同学利用如图 5 5 13 所示的装置探究弹簧的弹性势能与弹簧形变量的关系 在 水平桌面上贴有标尺 左端有一固定挡板 弹簧水平放置在桌面上 左端固定在挡板上 4 用一物块从弹簧的原长处挤压弹簧 然后释放物块 通过测量不同情况下弹簧的压缩量 x和相应的物块从开始运动到停止的位移L 就可以寻找到弹簧的弹性势能与形变量间 的 关系 图 5 5 13 假设物块与桌面间的动摩擦因数为 物块的质量为m 写出弹簧弹性势能与上述有 关物理量的表达式Ep 实验中是否需要测量物块的质量和物块与桌面间的动摩擦因数 填 是 或 否 以L为纵坐标 以x2为横坐标 作出L x2关系的图线 若图线是一条过原 点 的直线 你得到的实验结论是 解析 1 根据实验原理和操作步骤可知不必要的有 A G 正确步骤的合理顺序是 E D B C H I J K F L M 答案 1 A G EDBCHIJKFLM 2 Ep mgL 否 弹簧的弹性势能与形变量的 二次方成正比 6 光电计时器结构如图 5 5 14 所示 当有物体从M N间通过时 光电计时器就可以 显示物体的挡光时间 若知道物体的长度 就可知道物体通过光电门的速度 如图 5 5 15 E F为上下两个光电门 现要利用此装置探究机械能守恒定律 图 5 5 14 图 5 5 15 图 5 5 16 1 如图 5 5 16 所示 游标卡尺测量的物块A厚度为 cm 2 让物块A从某一位置下落 通过测量并计算得出它通过光电门E和F的速度分别为 v1和v2 已知当地重力加速度为g 若要探究物块在E F之间运动过程的机械能是否 守恒 还需测量的物理量为 若 和 在误差允许的范 围内相等 则可说明物块的机械能守恒 用物理量的字母符号表示 答案 1 1 21 2 E F之间的距离L m v v mgL 没有质量m也可 1 22 22 1 7 2010 海南卷 14 利用气垫导轨验证机械能守恒定律 实验装置示意图如图 5 5 17 所 示 5 图 5 5 17 1 实验步骤 图 5 5 18 将气垫导轨放在水平桌面上 桌面高度不低于 1 m 将导轨调至水平 用游标卡尺测量挡光条的宽度l 结果如图 5 5 18 所示 由此读出l mm 由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离x cm 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 5 5 17 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 t1和 t2 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求物理量的表达式 滑块通过光电门 1 和光电门 2 时瞬时速度分别为v1 和v2 当滑块通过光电门 1 和光电门