機械能守恒定律基本知識點匯總【實驗探究題】

真誠為您提供優(yōu)質參考資料，若有不當之處，請指正。1.汽車的質量為2000kg，汽車發(fā)動機的額定功率為80kW，它在平直的公路上行駛時所受的阻力是4000N，試求:汽車保持額定功率從靜止啟動后達到的最大速度是多少？若汽車以2m/s2的加速度做勻加速直線運動，可維持多長時間？若汽車達到最大速度后，突然阻力變?yōu)樵瓉淼膬杀?，將做什么運動？2.攝制組在某大樓邊拍攝武打片，要求特技演員從地面飛到屋頂為此導演在某房頂離地H=8m處架設了輪軸，如圖所示，輪和軸的直徑之比為，特技演員的質量m=60kg，若軌道車從圖中A前進s=6m到B處時速度為v=5m/s，則鋼絲在這一過程中對演員做的功為多少？（人和車可視為質點，輪軸的質量不計，輪軸的大小相對于H可忽略，g取10m/s2）解析：由圖可知，在這一過程中，連接軌道車的鋼絲上升的距離為m 演員上升的距離為h=32m=6m 設軌道車在B時細線與水平方向之間的夾角為，將此時軌道車的速度分解,此時鋼絲的速度m/s， 由于輪和軸的角速度相同，則其線速度之比等于半徑（直徑）之比，即 根據功能關系可知，鋼絲在一過程中對演員做的功等于演員機械能的增量，即 代入數據解得實驗探究題知識：探究動能定理圖12例1. （09年廣東物理）15.（10分）某實驗小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動能定理”，如圖12，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0cm的A、B兩點各安裝一個速度傳感器記錄小車通過A、B時的速度大小。小車中可以放置砝碼。（1）實驗主要步驟如下：測量_和拉力傳感器的總質量M1;把細線的一端固定在拉力傳感器上另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路；將小車停在C點，_，小車在細線拉動下運動，記錄細線拉力及小車通過A、B時的速度。在小車中增加砝碼，或_，重復的操作。（2）表1是他們測得的一組數據，其中M是M1與小車中砝碼質量m之和，|v22v21| 是兩個速度傳感器記錄速度的平方差，可以據此計算出動能變化量E，F是拉力傳感器受到的拉力，W是F在A、B間所作的功。表格中E3=_，W3=_.(結果保留三位有效數字)（3）根據表1，請在圖13中的方格紙上作出E-W圖線。表1 數據記錄表次數M/kg|v22v21| /(m/s)2E/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40E31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43 （3）在方格紙上作出E-W圖線如圖所示W解析：（1）略；（2）由各組數據可見規(guī)律，可得E3=0.600；觀察F-W數據規(guī)律可得數值上W=F/2=0.610;答案：（1）小車、砝碼 然后釋放小車 減少砝碼 （2）0.600 0.610例2. (08年高考江蘇卷物理)11.(10分)某同學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處靜止釋放，鋼球的落點距軌道末端的水平距離為s.(1)若軌道完全光滑，s2與h的理論關系應滿足s2= (用H、h表示).(2)該同學經實驗測量得到一組數據，如下表所示：H(101 m)2.003.004.005.006.00s2(101 m2)2.623.895.206.537.78請在坐標紙上作出s2h關系圖.(3)對比實驗結果與理論計算得到的s2h關系圖線(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”)(4)從s2h關系圖線中分析得出鋼球水平拋出的速率差十分顯著，你認為造成上述偏差的可能原因是 。答案：(1) 4Hh (2) (見右圖)， 小于 (4) 摩擦，轉動（回答任一即可）重難點：驗證機械能守恒定律例3. 某同學在應用打點計時器做驗證機械能守恒定律實驗中，獲取一根紙帶如圖，但測量發(fā)現0、1兩點距離遠大于2mm,且0、1和1、2間有點漏打或沒有顯示出來，而其他所有打點都是清晰完整的，現在該同學用刻度尺分別量出2、3、4、5、6、7六個點到0點的長度hi（i=2347），再分別計算得到3、4、5、6四個點的速度vi和vi2（i= 3456），已知打點計時器打點周期為T。該同學求6號點速度的計算式是：v6= .然后該同學將計算得到的四組（hi ，vi2 ）數據在v2- h坐標系中找到對應的坐標點，將四個點連接起來得到如圖所示的直線，請你回答：接下來他是如何判斷重錘下落過程機械能守恒的？（說明理由）解析：根據運動學規(guī)律可以得到： 根據機械能守恒定律，從0點到任意i點有得到： 關系是一條直線 斜率為2g，所以只要在直線上取相對較遠兩點，計算出斜率，與2g比較，在實驗誤差范圍內相等即可。例4(1)在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，實驗小組A不慎將一條選擇好的紙帶的前面一部分損壞了,剩下的一部分紙帶上各點間的距離如圖所示的數值，已知打點計時器的周期為T =0.02s,重力加速度g =9.8 m/s2;重錘的質量為m,已知S1=0.98cm, S2=1.42cm, S3=1.78cm,則記錄B點時重錘的動能EKB= J(寫計算式字母表示),記錄C點時重錘的動能EKC=0.32m J;重錘從B點到C點重力勢能變化量是 J,動能變化量是 J.從而可以得出結論： .（2）在驗證機械能守恒定律的實驗中自由落下的重錘質量要大一些，這是為了減少_對實驗的影響。實驗中 測定重錘的質量( 填“要”或“不要” ).實驗小組C在驗證機械能守恒定律的實驗中發(fā)現,重錘減小的重力勢能總是大于重錘動能的增加,其原因主要是因為在重錘下落的過程中存在阻力作用,因此想到可以通過該實驗裝置測阻力的大小. 根據已知當地重力加速度公認的較準確的值為g, 電源的頻率為f, 又測量出物理量 , 他（她）們用這些物理量求出了重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小F （用字母表示）.答案： 0.142m 0.14m 在實驗誤差范圍內,只有重力做功時,物體的機械能守恒.空氣阻力和打點計時器器對紙帶的阻力不要相鄰的兩點間的位移S1 、S2 、S3、S4, 重錘的質量m , 4 / 4