2019年高考物理總復習 第五章 第6講 實驗六 驗證機械能守恒定律 新人教版.doc

2019年高考物理總復習 第五章 第6講 實驗六 驗證機械能守恒定律 新人教版1用如圖1所示實驗裝置驗證機械能守恒定律圖1通過電磁鐵控制的小鐵球從A點自由下落，下落過程中經(jīng)過光電門B時，毫秒計時器(圖中未畫出)記錄下?lián)豕鈺r間t，測出AB之間的距離h.實驗前應調(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)為了驗證機械能守恒定律，還需要測量下列哪些物理量_AA點與地面間的距離HB小鐵球的質(zhì)量mC小鐵球從A到B的下落時間tABD小鐵球的直徑d(2)小鐵球通過光電門時的瞬時速度v_，若下落過程中機械能守恒，則與h的關系式為_.解析(1)要驗證機械能守恒定律，除知道小鐵球下落的高度外，還需要計算小鐵球通過光電門時的速度v，因此需要測量出小鐵球的直徑d.(2)小鐵球通過光電門時的瞬時速度v.若下落過程中機械能守恒，則mghmv2，解得h.答案(1)D(2)h2某研究性學習小組利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖2甲所示在氣墊導軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器A、B，滑塊P上固定一遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出高電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計算機相連滑塊在細線的牽引下向左加速運動，遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時，通過計算機可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖象圖2(1)實驗前，接通氣源，將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導軌上，輕推滑塊，當圖乙中的t1_t2(選填“>”“”或“<”)時，說明氣墊導軌已經(jīng)水平(2)用螺旋測微器測遮光條寬度d，測量結果如圖丙所示，則d_ mm.(3)滑塊P用細線跨過氣墊導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，通過計算機得到的圖象如圖乙所示，若t1、t2和d已知，要驗證滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能是否守恒，還應測出_和_(寫出物理量的名稱及符號)(4)若上述物理量間滿足關系式_，則表明在上述過程中，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能守恒答案(1)(2)8.474(在8.4738.475之間均算對)(3)滑塊質(zhì)量M兩光電門間距離L(4)mgL(Mm)2(Mm)23在利用打點計時器驗證做自由落體運動的物體機械能守恒的實驗中(1)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.某小組的同學利用實驗得到的紙帶，共設計了以下四種測量方案，其中正確的是_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vgt計算出瞬時速度vB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vC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計算出高度hD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，測算出瞬時速度v(2)已知當?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)打出的五個點A、B、C、D、E，如圖3所示測出A點距離起始點O的距離為s0，A、C兩點間的距離為s1，C、E兩點間的距離為s2，根據(jù)前述條件，如果在實驗誤差允許的范圍內(nèi)滿足關系式_，即驗證了物體下落過程中機械能是守恒的而在實際的實驗結果中，往往會出現(xiàn)物體的動能增加量略小于重力勢能的減少量，出現(xiàn)這樣結果的主要原因是_圖3解析(1)該實驗中需要驗證的是mghmv2，化簡可得ghv2，因此只需要了解h和各點的瞬時速度，h用刻度尺直接測量即可，而v需根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律求解則本題的正確選項為D.(2)由運動學的規(guī)律可知vCAE，測量可得sOCs0s1，代入ghv2，整理可得32g(s0s1)f2(s1s2)2；由于紙帶在運動的過程中要受到來自打點計時器的阻力，而阻力對紙帶做負功，因此物體的動能增加量略小于重力勢能的減少量答案(1)D(2)32g(s0s1)f2(s1s2)2打點計時器有阻力作用，阻力對紙帶做負功4某同學利用如圖4所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律該同學經(jīng)正確操作得到打點紙帶，在紙帶后段每兩個計時間隔取一個計數(shù)點，依次為1、2、3、4、5、6、7，測量各計數(shù)點到第一個點的距離h，并正確求出打相應點時的速度v.各計數(shù)點對應的數(shù)據(jù)見下表：圖4計數(shù)點1234567h/m0.1240.1940.2790.3800.4970.6300.777v/(ms1)1.942.332.733.133.50v2/(m2s2)3.765.437.459.8012.3請在圖5坐標中，描點作出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?shù)氐闹亓铀俣萭9.80 m/s2，根據(jù)作出的圖線，能粗略驗證自由下落的重錘機械能守恒的依據(jù)是_圖5解析若機械能守恒，則滿足v22gh則v2h圖線的斜率表示當?shù)氐闹亓铀俣鹊?倍，所作的圖線可求出斜率為19.5，故g9.75 m/s2，誤差允許的范圍內(nèi)gg，故機械能守恒答案如圖所示9.75(9.699.79均可)圖線為通過坐標原點的一條直線，所求g與g基本相等