《2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 第6講 實(shí)驗(yàn)六 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課時(shí)作業(yè)》由會(huì)員分享,可在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)《2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 第6講 實(shí)驗(yàn)六 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課時(shí)作業(yè)(5頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 第6講 實(shí)驗(yàn)六 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課時(shí)作業(yè)
1.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中,要驗(yàn)證的是重物重力勢(shì)能的減少等于它動(dòng)能的增加,以下步驟僅是實(shí)驗(yàn)中的一部分,這些步驟多余或錯(cuò)誤的有( )
A.用天平稱(chēng)出重物的質(zhì)量
B.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定到鐵架臺(tái)上,并用導(dǎo)線(xiàn)把它和低壓交流電源連接起來(lái)
C.把紙帶的一端固定到重物上,另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,把重物提升到一定高度
D.接通電源,待打點(diǎn)穩(wěn)定后釋放紙帶
E.用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間
【答案】AE
【解析】在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中,需驗(yàn)證重力勢(shì)能減少量mgh和動(dòng)能增加量mv2之間的大小關(guān)系,若機(jī)
2、械能守恒,則有mgh=mv2成立,兩邊都有質(zhì)量,可約去,即驗(yàn)證gh=v2成立即可,故無(wú)需測(cè)質(zhì)量,選項(xiàng)A多余;對(duì)選項(xiàng)E,測(cè)速度時(shí),用的是紙帶上的記錄點(diǎn)間的距離和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔,無(wú)需用秒表測(cè)量,因此選項(xiàng)E也多余.
2.(xx年深圳模擬)在“探究彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧長(zhǎng)度改變量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,彈簧長(zhǎng)度的改變量可以利用刻度尺直接測(cè)量得到,而彈性勢(shì)能的大小只能通過(guò)物理原理來(lái)間接測(cè)量.現(xiàn)有兩組同學(xué)分別按如圖K5-6-1甲(讓鋼球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放,使鋼球沿水平方向射出桌面)和乙(讓滑塊向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放,使滑塊在氣墊導(dǎo)軌上向右運(yùn)動(dòng),通過(guò)相應(yīng)的測(cè)量?jī)x器可以測(cè)出滑塊脫離彈
3、簧后的速度)兩組不同的測(cè)量方案進(jìn)行測(cè)量.請(qǐng)寫(xiě)出甲圖方案中彈性勢(shì)能與小球質(zhì)量及圖中各量之間的關(guān)系Ep=________;圖K5-6-1乙方案中除了儀器上得到滑塊脫離彈簧后的速度外還要直接測(cè)量的量為_(kāi)_______;兩種方案的共同點(diǎn)都是將對(duì)彈性勢(shì)能的測(cè)量轉(zhuǎn)化為對(duì)________能的測(cè)量.
圖K5-6-1
【答案】 滑塊質(zhì)量 動(dòng)
【解析】由x=v0t,h=gt2可得小球平拋的速度v0=x,故彈簧的彈性勢(shì)能Ep=mv=.乙圖方案中測(cè)速裝置能測(cè)出v0,故必須再測(cè)出滑塊的質(zhì)量,兩種方案的共同點(diǎn)是將彈性勢(shì)能的測(cè)量轉(zhuǎn)化為對(duì)動(dòng)能的測(cè)量.
3.(xx年海南卷)某同學(xué)用圖K5-6-2甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證
4、機(jī)械能守恒定律.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz,當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間=9.80 m/s2.實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)得到的一條點(diǎn)跡清晰的完整紙帶如圖K5-6-2乙所示.紙帶上的第一個(gè)點(diǎn)記為O,另選連續(xù)的三個(gè)點(diǎn)A、B、C進(jìn)行測(cè)量,圖中給出了這三個(gè)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離hA、hB和hC的值.回答下列問(wèn)題(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字):
圖K5-6-2
(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí),重物速度的大小vB=________m/s;
(2)通過(guò)分析該同學(xué)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律?簡(jiǎn)要說(shuō)明分析的依據(jù).
【答案】(1)3.90 (2)見(jiàn)解析
【解析】 (1)由勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的
5、瞬時(shí)速度等于平均速度可知vB=,由電源頻率為50 Hz可知T=0.02 s,代入數(shù)據(jù)可解得vB=3.90 m/s.
(2)本實(shí)驗(yàn)是利用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,只要在誤差允許范圍內(nèi),重物重力勢(shì)能的減少量等于其動(dòng)能的增加量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.選B點(diǎn)分析,由于mv≈7.61 m,mghB=7.70 m,故該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果近似驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.
4.(xx年廣州調(diào)研)用如圖K5-6-3所示的裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T(mén),重錘的質(zhì)量為m,重力加速度為g.
圖K5-6-3
(1)完成下面部分實(shí)驗(yàn)步驟的有關(guān)內(nèi)容
A.按圖示的裝置安裝器件;
B.
6、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到______(填“直流”或“交流”)電源上;
C.先____________________,再____________,讓重錘拖著紙帶從高處自由下落
……
(2)如圖K5-6-4所示是實(shí)驗(yàn)打出的紙帶,O是速度為0的點(diǎn),A、B、C為從合適位置選取的3個(gè)連續(xù)點(diǎn)(其他點(diǎn)未畫(huà)出),量得此3點(diǎn)與O點(diǎn)的距離分別為d1、d2、d3,取下圖中的O和______(填“A”“B”或“C”)點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律比較簡(jiǎn)捷方便,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下該點(diǎn)時(shí)重錘的動(dòng)能Ek=__________.
圖K5-6-4
【答案】(1)交流 接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 釋放紙帶
(2)B m
5.某研究性學(xué)
7、習(xí)小組用如圖K5-6-5甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.讓一個(gè)擺球由靜止開(kāi)始從A位置擺到B位置,若不考慮空氣阻力,小球的機(jī)械能應(yīng)該守恒,即mv2=mgh.直接測(cè)量擺球到達(dá)B點(diǎn)的速度v比較困難,現(xiàn)讓小球在B點(diǎn)處脫離懸線(xiàn)做平拋運(yùn)動(dòng),利用平拋的特性來(lái)間接地測(cè)出v.圖中,懸點(diǎn)正下方P點(diǎn)處放有水平放置的熾熱的電熱絲,當(dāng)懸線(xiàn)擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷,小球由于慣性向前飛出做平拋運(yùn)動(dòng).在地面上放上白紙,上面覆蓋著復(fù)寫(xiě)紙,當(dāng)小球落在復(fù)寫(xiě)紙上時(shí),會(huì)在下面白紙上留下痕跡.用重垂線(xiàn)確定出A、B點(diǎn)的投影點(diǎn)N、M.重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次(小球每一次都從同一點(diǎn)由靜止釋放),球的落點(diǎn)痕跡如圖乙所示,圖中米尺水平放置,零刻度線(xiàn)與M點(diǎn)
8、對(duì)齊.用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B 兩點(diǎn)的豎直距離,再量出M、C之間的距離s,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.已知重力加速度為g,小球的質(zhì)量為m.
圖K5-6-5
(1)根據(jù)圖K5-6-5乙可以確定小球平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的水平射程為_(kāi)_____cm;
(2)用題中所給字母表示出小球平拋時(shí)的初速度v0=________________;
(3)用測(cè)出的物理量表示出小球從A到B過(guò)程中,重力勢(shì)能的減少量ΔEp=__________,動(dòng)能的增加量ΔEk=__________.
【答案】(1)65.0(64.0~65.5) (2)s (3)mg(h1-h(huán)2)
【解析】(1)將記
9、錄點(diǎn)用盡量小的圓圈起來(lái),讀出圓心處的位置為65.0(64.0~65.5).
(2)根據(jù)自由落體下落的距離可求出小球平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=,小球平拋的初速度v0==s.
(3)小球從A下降到B的距離為h1-h(huán)2,重力勢(shì)能的減少量ΔEp=mg(h1-h(huán)2),根據(jù)第(2)問(wèn)求得的速度,得動(dòng)能的增加量ΔEk=mv=
m2=.
6.(xx年汕頭質(zhì)檢)某同學(xué)利用如圖K5-6-6所示的器材驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,如圖K5-6-7是該實(shí)驗(yàn)得到的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,現(xiàn)要取A、B 兩點(diǎn)來(lái)做實(shí)驗(yàn),已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn).(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
圖K5-6-6
圖K5-6-7
請(qǐng)回
10、答下列問(wèn)題:
(1)可以判斷,連接重物的夾子應(yīng)夾在紙帶的______端(填“左”或“右”);
(2)若x2=4.80 cm,則在紙帶上打下記數(shù)點(diǎn)B時(shí)的速度vB=______m/s.
(3)若x1數(shù)據(jù)也已測(cè)出,則實(shí)驗(yàn)還需測(cè)出的物理量為_(kāi)_______________________.
(4)若分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)重物下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能明顯大于其增加的動(dòng)能,則可能的原因是________________________________________________________________.
【答案】(1)左 (2)1.20 (3)AB之間的距離或hAB
(4)重物的質(zhì)量太小
11、或摩擦阻力太大
7.(xx年河南模擬)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)”中,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的周期為0.02 s,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80 m/s2.該實(shí)驗(yàn)選取的重錘質(zhì)量為1.00 kg,選取如圖K5-6-8所示的一段紙帶并測(cè)量出相鄰各點(diǎn)之間的距離,利用這些數(shù)據(jù)驗(yàn)證重錘通過(guò)第2點(diǎn)至第5點(diǎn)間的過(guò)程中遵從機(jī)械能守恒定律.通過(guò)計(jì)算可以得出在第2點(diǎn)位置時(shí)重錘的動(dòng)能為_(kāi)_______J;第5點(diǎn)位置重錘時(shí)的動(dòng)能為_(kāi)_______J;重錘從第2點(diǎn)至第5點(diǎn)間的過(guò)程中重力勢(shì)能的減小量為_(kāi)_______J.
圖K5-6-8
【答案】1.13 2.21 1.06
【解析】根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度有:
v2==1.5 m/s
v5==2.1 m/s
在第2點(diǎn)位置時(shí)重錘的動(dòng)能為:Ek2=mv=1.13 J
在第5點(diǎn)位置時(shí)重錘的動(dòng)能為:Ek5=mv=2.21 J
重力做功等于重力勢(shì)能的減小量,因此有:
重錘從第2點(diǎn)至第5點(diǎn)間的過(guò)程中重力勢(shì)能的減小量為ΔEp=mgx25=1×9.80×0.108 J=1.06 J.