2019年高考物理總復(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 新人教版.doc
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2019年高考物理總復(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 新人教版 1.用如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律. 圖1 通過電磁鐵控制的小鐵球從A點(diǎn)自由下落,下落過程中經(jīng)過光電門B時(shí),毫秒計(jì)時(shí)器(圖中未畫出)記錄下?lián)豕鈺r(shí)間t,測(cè)出AB之間的距離h.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)整光電門位置使小球下落過程中球心通過光電門中的激光束. (1)為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,還需要測(cè)量下列哪些物理量________. A.A點(diǎn)與地面間的距離H B.小鐵球的質(zhì)量m C.小鐵球從A到B的下落時(shí)間tAB D.小鐵球的直徑d (2)小鐵球通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度v=________,若下落過程中機(jī)械能守恒,則與h的關(guān)系式為=________. 解析 (1)要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,除知道小鐵球下落的高度外,還需要計(jì)算小鐵球通過光電門時(shí)的速度v,因此需要測(cè)量出小鐵球的直徑d. (2)小鐵球通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度v=.若下落過程中機(jī)械能守恒,則mgh=mv2,解得=h. 答案 (1)D (2) h 2.某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置如圖2甲所示.在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個(gè)光電傳感器A、B,滑塊P上固定一遮光條,若光線被遮光條遮擋,光電傳感器會(huì)輸出高電壓,兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計(jì)算機(jī)相連.滑塊在細(xì)線的牽引下向左加速運(yùn)動(dòng),遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時(shí),通過計(jì)算機(jī)可以得到如圖乙所示的電壓U隨時(shí)間t變化的圖象. 圖2 (1)實(shí)驗(yàn)前,接通氣源,將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上,輕推滑塊,當(dāng)圖乙中的Δt1________Δt2(選填“>”“=”或“<”)時(shí),說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平. (2)用螺旋測(cè)微器測(cè)遮光條寬度d,測(cè)量結(jié)果如圖丙所示,則d=________ mm. (3)滑塊P用細(xì)線跨過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連,將滑塊P由圖甲所示位置釋放,通過計(jì)算機(jī)得到的圖象如圖乙所示,若Δt1、Δt2和d已知,要驗(yàn)證滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒,還應(yīng)測(cè)出________和________(寫出物理量的名稱及符號(hào)). (4)若上述物理量間滿足關(guān)系式__________________,則表明在上述過程中,滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒. 答案 (1)= (2)8.474(在8.473~8.475之間均算對(duì)) (3)滑塊質(zhì)量M 兩光電門間距離L (4)mgL=(M+m)2-(M+m)2 3.在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中. (1)需要測(cè)量物體由靜止開始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h.某小組的同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶,共設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案,其中正確的是________. A.用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h,并測(cè)出下落時(shí)間t,通過v=gt計(jì)算出瞬時(shí)速度v B.用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h,并通過v=計(jì)算出瞬時(shí)速度v C.根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度,等于這點(diǎn)前、后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度,測(cè)算出瞬時(shí)速度v,并通過h=計(jì)算出高度h D.用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h,根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度,等于這點(diǎn)前、后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度,測(cè)算出瞬時(shí)速度v (2)已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,使用交流電的頻率為f.在打出的紙帶上選取連續(xù)打出的五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E,如圖3所示.測(cè)出A點(diǎn)距離起始點(diǎn)O的距離為s0,A、C兩點(diǎn)間的距離為s1,C、E兩點(diǎn)間的距離為s2,根據(jù)前述條件,如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)滿足關(guān)系式________________________,即驗(yàn)證了物體下落過程中機(jī)械能是守恒的.而在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中,往往會(huì)出現(xiàn)物體的動(dòng)能增加量略小于重力勢(shì)能的減少量,出現(xiàn)這樣結(jié)果的主要原因是__________________________. 圖3 解析 (1)該實(shí)驗(yàn)中需要驗(yàn)證的是mgh=mv2,化簡(jiǎn)可得gh=v2,因此只需要了解h和各點(diǎn)的瞬時(shí)速度,h用刻度尺直接測(cè)量即可,而v需根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解.則本題的正確選項(xiàng)為D. (2)由運(yùn)動(dòng)學(xué)的規(guī)律可知vC=AE===,測(cè)量可得sOC=s0+s1,代入gh=v2,整理可得32g(s0+s1)=f2(s1+s2)2;由于紙帶在運(yùn)動(dòng)的過程中要受到來自打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力,而阻力對(duì)紙帶做負(fù)功,因此物體的動(dòng)能增加量略小于重力勢(shì)能的減少量. 答案 (1)D (2)32g(s0+s1)=f2(s1+s2)2 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器有阻力作用,阻力對(duì)紙帶做負(fù)功 4.某同學(xué)利用如圖4所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.該同學(xué)經(jīng)正確操作得到打點(diǎn)紙帶,在紙帶后段每?jī)蓚€(gè)計(jì)時(shí)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),依次為1、2、3、4、5、6、7,測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到第一個(gè)點(diǎn)的距離h,并正確求出打相應(yīng)點(diǎn)時(shí)的速度v.各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)見下表: 圖4 計(jì)數(shù)點(diǎn) 1 2 3 4 5 6 7 h/m 0.124 0.194 0.279 0.380 0.497 0.630 0.777 v/(ms-1) 1.94 2.33 2.73 3.13 3.50 v2/(m2s-2) 3.76 5.43 7.45 9.80 12.3 請(qǐng)?jiān)趫D5坐標(biāo)中,描點(diǎn)作出v2h圖線;由圖線可知,重錘下落的加速度 g′=________ m/s2(保留三位有效數(shù)字);若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80 m/s2,根據(jù)作出的圖線,能粗略驗(yàn)證自由下落的重錘機(jī)械能守恒的依據(jù)是 ____________________________________________. 圖5 解析 若機(jī)械能守恒,則滿足v2=2gh則v2h圖線的斜率表示當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊?倍,所作的圖線可求出斜率為19.5,故g′=9.75 m/s2,誤差允許的范圍內(nèi)g′=g,故機(jī)械能守恒. 答案 如圖所示 9.75(9.69~9.79均可) 圖線為通過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線,所求g′與g基本相等- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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