2020高考物理復(fù)習(xí) 金版教程 實驗六 驗證機械能守恒定律練習(xí)

《2020高考物理復(fù)習(xí) 金版教程 實驗六 驗證機械能守恒定律練習(xí)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020高考物理復(fù)習(xí) 金版教程 實驗六 驗證機械能守恒定律練習(xí)（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、限時規(guī)范特訓(xùn) (時間：45分鐘　分值：100分) 1．某位同學(xué)做“驗證機械能守恒定律”的實驗，下列操作步驟中錯誤的是(　　) A．把打點計時器固定在鐵架臺上，用導(dǎo)線連接到低壓交流電源 B．將連有重錘的紙帶過限位孔，將紙帶和重錘提升到一定高度 C．先釋放紙帶，再接通電源 D．更換紙帶，重復(fù)實驗，根據(jù)記錄處理數(shù)據(jù) 解析：在使用打點計時器時，都要先通電后釋放紙帶．在驗證機械能守恒的實驗中，最好在打第一個點時恰好釋放紙帶，滿足這樣的紙帶，紙帶上第一、二兩個點之間的距離接近2 mm. 答案：C 2. [2020·四川高考]有4條用打點計時器(所用交流電頻率為50 Hz)打出的紙帶A、

2、B、C、D，其中一條是做“驗證機械能守恒定律”實驗時打出的．為找出該紙帶，某同學(xué)在每條紙帶上取了點跡清晰的、連續(xù)的4個點，用刻度尺測出相鄰兩個點間距離依次為s1、s2、s3.請你根據(jù)下列s1、s2、s3的測量結(jié)果確定該紙帶為(已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.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：驗證機械能守恒采用重錘的自由落體運動實現(xiàn)，所以相鄰的0.02 s內(nèi)的位移增加量為Δs＝gT2＝

3、9.791×0.022≈3.9(mm)，只有C符合要求．故選C. 答案：C 3.[2020·安徽高考]利用圖示裝置進(jìn)行驗證機械能守恒定律的實驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h.某班同學(xué)利用實驗得到的紙帶，設(shè)計了以下四種測量方案． a．用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t，通過v＝gt計算出瞬時速度v. b．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v＝計算出瞬時速度v. c．根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v，并通過h＝計算得出高度h. d．用刻度尺測出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直

4、線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v. 以上方案中只有一種正確，正確的是________．(填入相應(yīng)的字母) 解析：驗證機械能守恒定律的實驗原理是：判斷mgh與mv2是否相等．由此可以看出，需要測量的物理量是由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h，不需要測量的物理量是物體的質(zhì)量m.瞬時速度v和下落高度h是必須同時記錄的兩個物理量，而不能用一個量去求(通過公式)另一個量，選項a、b、c中都違背了這一原則，正確的測量方法是用刻度尺測出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時

5、速度v，d正確． 答案：d 4. 在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，要驗證的是重物重力勢能的減少等于它動能的增加，以下步驟僅是實驗中的一部分，在這些步驟中多余的或錯誤的有(　　) A. 用天平稱出重物的質(zhì)量 B. 把打點計時器固定到鐵架臺上，并用導(dǎo)線把它和低壓交流電源連接起來 C. 把紙帶的一端固定到重物上，另一端穿過打點計時器的限位孔，把重物提升到一定高度 D. 接通電源，待打點穩(wěn)定后釋放紙帶 E. 用秒表測出重物下落的時間 解析：在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，需驗證重力勢能減少量mgh和動能增加量mv2之間的大小關(guān)系，若機械能守恒，則有mgh＝mv2成立，兩邊都有質(zhì)量，

6、可約去，即驗征gh＝v2成立即可，故無需測質(zhì)量，A選項多余，對E選項，測速度時，用的是紙帶上的記錄點間的距離和打點計時器打點的時間間隔，無需用秒表測量，因此E選項也多余． 答案：AE 5. 下面列出一些實驗步驟： A．用天平測出重物和夾子的質(zhì)量； B．將重物系在夾子上； C．將紙帶穿過計時器，上端用手提著，下端夾上系住重物的夾子．再把紙帶向上拉，讓夾子靠近打點計時器； D．打點計時器接在學(xué)生電源交流輸出端，把輸出電壓調(diào)至6 V(電源不接通、交流)； E．打點計時器固定放在桌邊的鐵架臺上，使兩個限位孔在同一豎直線上； F．在紙帶上選取幾個點，進(jìn)行測量和記錄數(shù)據(jù)； G．用秒表測出

7、重物下落的時間； H．接通電源，待計時器響聲穩(wěn)定后釋放紙帶； I．切斷電源； J．更換紙帶，重新進(jìn)行兩次； K．在三條紙帶中選出較好的一條； L．進(jìn)行計算，得出結(jié)論，完成實驗報告； M．拆下導(dǎo)線，整理器材． 以上步驟，不必要的有__________，正確步驟的合理順序是__________． 答案：AG；EDBCHIJMKFL 6. 在用落體法驗證機械能守恒定律時，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖．其中O是起始點，A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的3個點．該同學(xué)用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點的距離，并記錄在圖中(單位：cm)． (1)這三個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求

8、的是__________，應(yīng)記作__________cm. (2)該同學(xué)用重錘在OB段的運動來驗證機械能守恒，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80 m/s2，他用AC段的平均速度作為跟B點對應(yīng)的物體的瞬時速度，則該段重錘重力勢能的減少量為__________，而動能的增加量為__________(均保留三位有效數(shù)字，重錘質(zhì)量用m表示)．這樣驗證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量__________動能的增加量，原因是__________________________________________ ________________________________________________

9、______________________________________________________. (3)另一位同學(xué)根據(jù)同一條紙帶，同一組數(shù)據(jù)，也用重錘在OB段的運動來驗證機械能守恒，不過他數(shù)了一下，從打點計時器打下的第一個點O數(shù)起，圖中的B是打點計時器打下的第9個點．因此他用vB＝gt計算跟B點對應(yīng)的物體的瞬時速度，得到動能的增加量為__________，這樣驗證時的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量__________動能的增加量，原因是______________________________ ________________________________________

10、__________________________________________________________________________. 答案：(1)OC　15.70 (2)1.22 m　1.20 m　大于　v是實際速度，因為有摩擦生熱，減少的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 (3)1.23 m　小于　v是按照自由落體計算的，對應(yīng)的下落高度比實際測得的高度要大 點評：紙帶分析的關(guān)鍵是速度的計算不能用v＝gt，而要用vn＝. 7. 某同學(xué)利用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．弧形軌道末端水平，離地面的高度為H.將鋼球從軌道的不同高度h處由靜止釋放，鋼球的落點距軌道末端

11、的水平距離為s. (1)若軌道完全光滑，s2與h的理論關(guān)系應(yīng)滿足s2＝__________(用H、h表示)． (2)該同學(xué)經(jīng)實驗測量得到一組數(shù)據(jù)，如下表所示： h(10－1 m) 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 s2(10－1 m2) 2.62 3.89 5.20 6.53 7.78 請在圖示的坐標(biāo)紙上作出s2－h(huán)關(guān)系圖． (3)對比實驗結(jié)果與理論計算得到的s2－h(huán)關(guān)系圖線(圖中已畫出)，自同一高度靜止釋放的鋼球，水平拋出的速率__________(填“小于”或“大于”)理論值． (4)從s2－h(huán)關(guān)系圖線中分析得出鋼球水平拋出的速率偏

12、差十分顯著，你認(rèn)為造成上述偏差的可能原因是______________________ ___________________________________________________________________________________________________________________. 解析： (1)根據(jù)機械能守恒定律，可得離開軌道時速度為v＝，由平拋運動知識可求得時間為t＝，可得s＝vt＝，從而s2＝4Hh. (2)依次描點，連線，如圖所示．注意不要畫成折線． (3)從圖中看，同一h時的s2值，理論值明顯大于實際值，而在同一高度H下的平拋運動水平

13、射程由水平速率決定，可見實際水平速率小于理論速率． (4)由于客觀上，軌道與鋼球間存在摩擦，機械能減小，因此會導(dǎo)致實際值比理論值小．鋼球的轉(zhuǎn)動也需要能量維持，而機械能守恒中沒有考慮重力勢能轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)動動能的這一部分，也會導(dǎo)致實際速率明顯小于理論速率(這一點，可能不少同學(xué)會考慮不到)． 答案：(1)4Hh (2) (3)小于 (4)由于客觀上，軌道與鋼球間存在摩擦，機械能減小，因此會導(dǎo)致實際值比理論值?。撉虻霓D(zhuǎn)動也需要能量維持，而機械能守恒中沒有考慮重力勢能轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)動動能的這一部分，也會導(dǎo)致實際速率明顯小于理論速率(這一點，可能不少同學(xué)會考慮不到)． 8. [2020·溫州八校聯(lián)

14、考]某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機械能守恒定律．頻閃儀每隔0.05 s閃光一次，圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實際距離，該同學(xué)通過計算得到不同時刻的速度如下表．(已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.8 m/s2，小球質(zhì)量m＝0.2 kg，結(jié)果保留3位有效數(shù)字) 時刻 t2 t3 t4 t5 速度(m/s) 4.99 4.48 3.98 (1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t5時刻小球的速度v5＝________m/s； (2)從t2到t5時間內(nèi)，重力勢能增量ΔEp＝________J，動能減少量ΔEk＝________J； (3)在誤差允許的范圍內(nèi)，若ΔEp與△Ek近似相等，即可驗證機械能守恒

15、定律．由上述計算得ΔEp________ΔEk(選填“>”、“<”或“＝”)，造成這種結(jié)果的主要原因是__________________________ ______________________________________________． 解析：本題考查機械能守恒定律的驗證，與教材實驗有所不同，本題以豎直上拋為依托考查機械能守恒，要注意知識的遷移和變化．(1)v5＝×10－2＝3.48(m/s)；(2)重力勢能的增量ΔEp＝mgΔh，代入數(shù)據(jù)可得ΔEp＝1.24 J，動能減少量為ΔEk＝mv－mv，代入數(shù)據(jù)可得ΔEk＝1.28 J；(3)由計算可得ΔEp<ΔEk，主要是由于存在空氣阻力． 答案：(1)3.48　(2)1.24　1.28　(3)<　存在空氣阻力