【优化方案】2012高考物理总复习 第5章 实验六验证机械能守恒定律 大纲人教版

用心 爱心 专心 1 验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律 1 在 验证机械能守恒定律 的实验中 下列物理量中需要测出的量有 A 重锤的质量 B 重力加速度 C 重锤下落的高度 D 与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度 解析 选 C 由机械能守恒定律列方程 等式两边都有质量可消去 故不用测质量 只需 测重锤下落高度 计算出对应点的速度 故选 C 2 下列关于 验证机械能守恒定律 实验的实验误差的说法中 正确的是 A 重物质量的称量不准会造成较大误差 B 重物质量选用得大些 有利于减小误差 C 重物质量选用得较小些 有利于减小误差 D 纸带下落和打点不同步会造成较大误差 解析 选 BD 从需要验证的关系式ghn 看 与质量无关 A 错误 当重物质量大一些 v2n 2 时 空气阻力可以忽略 B 正确 C 错误 纸带先下落而后打点 此时 纸带上最初两点的 点迹间隔较正常时略大 用此纸带进行数据处理 其结果是重物在打第一个点时就有了初动 能 因此重物动能的增加量比重物重力势能的减少量大 D 正确 3 关于 验证机械能守恒定律 的实验中 以下说法正确的是 A 实验中摩擦是不可避免的 因此纸带越短越好 因为纸带越短 克服摩擦力做的功 就越小 误差就越小 B 称出重锤的质量 是不可缺少的步骤 C 纸带上第 1 2 两点间距若不接近 2 mm 无论怎样处理实验数据 实验误差一定较大 D 处理打完点的纸带时 可以直接利用打点计时器打出的实际点迹 而不必采用 计 数点 的方法 解析 选 D A 选项中 没有考虑纸带过短 长度测量的相对误差增大 故 A 错误 由 mv2 mgh知 只需验证v2 gh即可 不必测重锤质量 故 B 错 对 C 项中的纸带 可选点 1 2 1 2 迹清晰的距离合适的任两点 M N 通过计算 Ek mv mv与mghMN比较 实验误差不 1 22N 1 22M 一定大 故 C 错 由于自由落体加速度较大 因此除去第 1 2 两点距离可能很小 其他相 邻两点间的距离均大于或远大于 2 mm 用毫米刻度尺测量完全可以 不必采用 计数点 法 故 D 正确 4 2010 年高考安徽理综卷 利用图 5 5 5 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 2gh 速度v 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 v2 2g 度h 图 5 5 5 用心 爱心 专心 2 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 5 2010 年高考课标全国卷 图 5 5 6 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 C 0 12 V 的直流电源 D 0 12 V 的交流电源 2 实验中误差产生的原因有 写 出两个原因 解析 1 打点计时器需要交流电源 测量高度h和纸带上计数点之间的距离需要米 尺 所以选 A D 2 此实验主要误差来源有两方面 摩擦阻力 测量误差 答案 1 AD 2 纸带和打点计时器之间有摩擦 用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差 6 2011 年广东惠州调研 如图 5 5 7 所示 是用落体法 验证 机械能守恒定律 的实验装置 请回答下列问题 1 实验中产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器时的摩 擦阻力 使重锤获得的动能往往 它所减小的重力势能 填 大 于 小于 或 等于 2 如果以v2 2 为纵轴 以h为横轴 根据实验数据绘出 v2 2 h图线是一条通过坐标原点的倾斜直线 该直线的斜率是 解析 1 由于重锤下落过程中有部分重力势能转化为克服摩擦力 做功而产生的热 故重锤获得的动能稍小于减小的重力势能 2 由v2 gh可知 以v2为纵轴 h为横轴 所绘图线的斜率 1 2 1 2 为重力加速度g 答案 1 小于 2 重力加速度 7 2011 年烟台模拟 用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中 1 运用公式 mgh对实验条件的要求是 为此 所选择的纸带第 1 2 两点 mv2 2 间的距离应接近 2 若实验中所用重物的质量m 1 kg 打点纸带如图 5 5 8 所示 打点时间间隔为 0 02 s 则记录B点时 重物速度vB 重物动能Ek 从开始下落起至 B点时重物的重力势能减少量是 由此可得出的结论是 g取 9 8 m s2 图 5 5 8 图 5 5 6 图 5 5 7 用心 爱心 专心 3 3 根据纸带算出相关各点的速度v 量出下落距离h 则以为纵轴 以h为横轴画出 v2 2 的图象应是如图 5 5 9 中的 图 5 5 9 解析 1 物体自由下落时 在 0 02 s 内的位移应为 h gT2 9 8 0 02 2 m 2 mm 1 2 1 2 所以对实验条件的要求是打第一个点时重物的初速度为零 2 vB m s 0 59 m s AC 2T 31 4 7 8 10 3 2 0 02 此时重物的动能为 Ek mv 1 0 59 2 J 0 17 J 1 22B 1 2 重物的重力势能减少量为 Ep mgh 1 9 8 17 6 10 3 J 0 17 J 故机械能守恒 3 由机械能守恒定律可知 mgh mv2 即验证机械能守恒定律成立 只需验证v2 gh 1 2 1 2 即可 如以纵坐标为 横坐标为h 则图象应为过原点 且斜率为g的直线 故 C 图正 v2 2 确 答案 1 打第一个点时重物的初速度为零 2 mm 2 0 59 m s 0 17 J 0 17 J 机械能守恒 3 C 8 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 依图 5 5 10 所示用垫块把导轨一端垫高H 滑块m上面装l 3 cm 的挡光框 使它由轨道 上端任一处滑下 测出它通过电门G1和G2时的速度v1和v2 就可以算出它由G1到G2这段过 程中动能的增加量 Ek m v v 再算出重力势能的减少量 Ep mgh 比较 Ek与 1 22 22 1 Ep的大小 便可验证机械能是否守恒 图 5 5 10 1 滑块的速度v1 v2如何求出 滑块通过G1时的高度h如何求出 2 若测得图中L 1 m x 0 5 m H 20 cm m 500 g 滑块通过G1和G2的时间分别 为 5 0 10 2 s 和 2 0 10 2 s 当地重力加速度g 9 80 m s2 试判断机械能是否守恒 解析 1 因为挡光框的宽度很小l 3 cm 而滑块通过电门的时间极短 故可以认为滑 块通过电门时做匀速运动 则通过两电门时的平均速度就等于通过G1和G2两位置的瞬时速 度 v1 v2 由相似原理可知 可求得h x H L x都是事先设定的 l t1 l t2 h x H L H L 2 v1 m s 0 6 m s l t1 3 10 2 5 10 2 用心 爱心 专心 4 v2 m s 1