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1、河北 2019 高考物理二轮练习实验专项练习验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律1. 用如图装置可验证机械能守恒定律。轻绳两端系着质量相等的物块A、 B，物块B 上放置一金属片 C。铁架台上固定一金属圆环， 圆环处在物块 B 正下方。系统静止时， 金属片 C 与圆环间的高度差为 h。由此释放，系统开始运动， 当物块 B 穿过圆环时， 金属片 C 被搁置在圆环上。两光电门固定在铁架台 P1、P2 处，通过数字计时器可测出物块 B 通过 P1、 P2 这段时间。 1假设测得 P1、 P2 之间的距离为 d，物块 B通过这段距离的时间为 t ，那么物块 B 刚穿过圆环后的速度 v=。 2假设物块 A
2、、B 的质量均为 M表示，金属片 C 的质量用 m表示，该实验中验证了下面哪个等式成立， 即可验证机械能守恒定律。正确选项为。22A、 mgh=1 Mv B、 mgh=Mv2C、mgh=1 (2 M+m)v2D、 mgh=1 ( M+m)v2223本实验中的测量仪器除了刻度尺、光电门、数字计时器外，还需要。4改变物块 B 的初始位置，使物块B 由不 同的高度落下穿过圆环，记录各次高度差h 以12这段距离的时间为22及物块 B 通过 P 、 Pt ，以 h 为纵轴，以填“ t ”或“ 1/t”为横轴，通过描点作出的图线是一条过原点的直线。该直线的斜率k=( 用 m、 M、 d 表示 ) 。3本实
3、验中的测量仪器除了刻度尺、光电门、数字计时器外，还需要天平测量物块A、B和金属片 C的质量。4由 mgh=1 (2 M+m)v2 和 v=d/t可得 h= 2M m d 21 ，以 h 为纵轴，以“ 1/t 2”为横22mgt 2轴，通过描点作出的图线是一条过原点的直线。该直线的斜率k= 2M m d 2 。2mg2、用如下图装置验证小球沿斜面运动的过程中机械能守恒。斜面的末端与水平桌面相切，小球从离桌面高h 处由静止释放， 小球离开桌面后落在水平地面上，此过程的水平位移用s 表示，桌面高H。改变小球释放的位置，记录多组h、s 值。 1假设小球在运动的过程中机械能守恒，那么h 与 s2 间应满
4、足的关系是_ 2某同学依照实验结果，画出了h s2 图象如上图所示。图象只是原点，同时随着s的增大图象有弯曲的迹象。以下关于产生这种现象的缘故及改进措施的论述正确的选项是a. 小球与斜面和桌面间有摩擦，改用动摩擦因数更小的斜面和桌面b. 小球运动过程中受到空气阻力的作用，换用密度小一点的空心球进行实验c. 小球运动过程中受到空气阻力的作用，换用密度大一点的实心球进行实验d. 小球与斜面和桌面间有摩擦，在原基础上适当减小一下斜面的倾角斜面和桌面，小球运动过程中受到空气阻力的作用， 换用密度大一点的实心球进行实验，选项 ac 正确。3、“验证机械能守恒定律”的实验装置如下图采纳重物自由下落的方法：
5、1实验中，下面哪些测量工具是必需的A、天平B、直流电源C、刻度尺D、秒表 2打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度 g=9、80m/s 2，所用重物的质量为 200g。实验中选取一 条符合实验要求的纸带如下图， O为纸带下落的起始点， A、B、 C为纸带上选取的三个连续点。计算 B 点瞬时速度时，甲同学用vB22gSOB ，乙同学用SAC，其中所选方法正确的选vB2T项是选填“甲”或“乙” 同学；依照以上数 据，可知重物由 O运动到 B 点时动能的增加量等于 J，重力势能减少量等于 J计算结果均保留 3 位有效数字： 3实验中，发明重锤减少的势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现
6、象的要紧缘故是。 2物体由静止开始自由下落过程中受到空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力作用，不是自由落体运动，vB22gSOB ，是自由落体运动的公式，故甲同学错误、重物的重力势能的减少量EP=mgh=0.200 9.80 0.1920J=0.376J打 B 点重 物速度 v= xAC= 0.23230.1555 m/s=1.92m/s2T20.0222物体动能的增加量Ek= 1 mv=0.5 0.200 1.92 J=0.369J.2 3纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力.由x3x1可得 a=9.72m/s 2。，由 x3 x2x2 x1可得 x2=9.84cm。a24T4、利用
7、图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度 v 和下落高度 h、某小组同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案、A、用刻度尺测出物体下落高度h，用打点间隔数测出下落时间t ，通过 v=gt 计算出瞬时速度 v、B、用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过 v2gh 计算出瞬时速度 v、C、依照做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过hv2计2g算得出高度hD、用刻度尺测出物体下落的高度h，依照做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v、 1以上
8、方案中只有一种正确，正确的选项是。 填入相应 的字母 2在该实验中，有几个注意点，以下描述正确的选项是。A、为减小摩擦阻力，需要调整打点计时器的限位孔，使它在同一竖直线上B、能够选用质量特别大的重锤，先用手托住，等计时器通电后再释放重锤C、只有选第1、第 2 两打点间隔约2mm的纸带才代表打第1 点时的速度为零D、实验结果假如正确合理，得到的动能增加量应略大于重力势能的减小量【答案】 1 D 2AC5、用如图 10 所示的实验装置验证机械能守恒定律、实验所用的电源为学生电源，输出电压为 6V 的交流电和直流电两种、重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量
9、，即可验证机械能守恒定律、 1下面列举了该实验的几个操作步骤：A、按照图示的装置安装器件；B、将打点计时器接到电源的“直流输出”上；打点C、用天平测出重锤的质量；计时器纸带D、先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源开关打出一条纸带；夹子E、测量纸带上某些点间的距离；重物F、依照测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能、其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是、将其选项对应的字母填在横线处图 10 2利用那个装置也能够测量重锤下落的加速度a 的数值、如图11 所示，依照打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点，测出点间的距离为s1，点间的距A、B、C、D、EACCE离为 s2，使用交流
10、电的频率为f ，依照这些条件计算重锤下落的加速度a _、OABCDE1s2s图 11 3在上述验证机械能守恒定律的实验中发明，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加，其缘故要紧是 因为在重锤下落的过程中存在阻力作用，能够通过该实验装置测阻力的大小、假设当地重力加速度公认的较准确的值为 g，还需要测量的物理量是、试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小 F、6、现要通过实验验证机械能守恒定律、实验装置如图 1 9 所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上 A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连
11、； 遮光片两条长边与导轨垂直； 导轨上 B 点有一光电门，能够测量遮光片通过光电门时的挡光时间t ，用 d 表示 A 点到导轨底端C 点的距离， h表示 A 与 C的高度差， b 表示遮光片的宽度，s 表示 A、B 两点间的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度、用 g表示重力加速度、完成以下填空和作图：(1)假设将滑块自 A 点由静止释放，那么在滑块从 A运动至 B的过程中， 滑块、 遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_ ，动能的增加量可表示为11_ 、假设在运动过程中机械能守恒，t 2与 s 的关系式为t 2 _.(2) 多次改变光电门的位置，每次均令滑
12、块自同一点( A 点) 下滑，测量相应的s 与 t 值，结果如下表所示：12345s/m0.6000.8001.0001.2001.400t /ms8.227.176.445.855.4311.481.952.412.923.39t 2/10 4s 21以 s 为横坐标， t 2为纵坐标，在图 1 10 的坐标纸中描出第1 和第 5 个数据点；依照 5 个数据点作直线，求得该直线的斜率k _104 12( 保留 3位有效数字 ) 、由测得的m s1h、d、b、M和 m数值能够计算出 t 2 s 直线的斜率 k0，将 k 和 k0 进行比较，假设其差值在实验同意的范围内，那么可认为此实验验证了机
13、械能守恒定律、()() 2。由机械能守恒定律，Mgsh=()() 2动能的增加量可表示为1d1，M+mbmgsM+mb2t2t1可得 t 2=(2MghM +m db1-) s。t 2 s 直线的斜率 k=2.4 104 12。2mgm s2M +m b27、某校两个课外活动小组分别用以下两种方法来验证机械能守恒定律。请阅读以下两段材料，完成后面问题。第 1 小组：利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。图所示所标数据为实际距离， t 0 时刻刚好对应抛出点，该小组同学通过计算得到不同时刻的速度和速度的平方值如下表，当他们要计算重力势能的改变量时，发明不明白当地重力加速度，请你依照实验数
14、据，按照以下要求计算出重力加速度。时刻t 1t 2t 3t 4t 5速度 v(m/s)4.524.043.563.082.60v2(m2 /s 2)20.4316.3212.679.496.76 1在所给的坐标纸上作出v2h 图象； 2分析说明，图象斜率的绝对值表示的物理意义是：_ ； 3由图象求得的重力加速度是_m/s 2 结果保留三位有效数字。第 2 小组： DIS 实验是利用现代信息技术进行的实验。 “用 DIS 研究机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示，小组同学在实验中利用小铁球从特别光洁的曲面上滚下，选择DIS 以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图乙所示。图象的横轴表示小球距d
15、 点最低点的高度 h，纵轴表示小铁球的重力势能EP、动能 Ek 或机械能 E。试回答以下问题： 1图乙的图象中， 表示小球的重力势能EP、动能 Ek 、机械能 E 随小球距 d 点的高度 h 变化关系的图线分别是_按顺序填写相应图线所对应的文字； 2依照图乙所示的实验图象， 能够得出的结论是： _ 。7、答案：第1 小组： 1图示 2 分；说明：不用刻度尺，随手画的不给分 2重力加速度的二倍或2g2 分； 3 9.419.85 2 分。说明：填9.80 不给分 )8. 在“验证机械能守恒定律”的实验中：以下操作正确且必要的有 _。A. 用秒表测出重物下落的时间B. 用天平称出重物的质量C. 装
16、配好器材，接通电源，松开纸带，让重物自由下落D.在点迹清晰的纸带上，沿重物下落的方向，依次取假设干个连续的点并标记，作为测量点某小组的同学，用6V、50Hz 的打点计时器打出的一条纸带，如下图，0 为重锤下落的起点，选取的测量点为A、 B、 C、 D、 E,F, 各测量点到 O点的距离 h 已标在测量点下面。打点计时器打 C 点时，重物下落的速度v =_m/s。C( 结果保留三位有效数字 ) ；分别求出打其他各点时的速度2v；作 v h 关系图像如下图，图线是一条直线，那么该实验_( 选填“能”或“不能” 验证机械能守恒定律。该小组的同学利用在中得到的 v2-h 关系图像求本地的重力加速度。那
17、么 g=_m/s 2。结果保留三位有效数字答案： . 16 分 2 CD 2 分； 1.56 3 分；能 2 分 ; 9.70 9.90 都给分 3 分。9. 某同学安装如图甲的实验装置，验证机械能守恒定律。此实验中，应当是让重物做运动， 填“需要”或“不需要” 测出重物的质量；打点计时器所用交流电的频率为50Hz，该同学选取如图乙所示的一段纸带，对BD段进行研究。求得 B 点对应的速度 vB=m/s保留两位有效数字 ，假设再求得 D 点对应的速度为 VD，测出重物下落的高度为 hBD，那么还应计算与大小是否相等填字母表达式 ；但该同学在上述实验过程中存在明显的问题。安装实验装置时存在的 问 题 是 ； 研 究 纸 带 时 存 在 的 问 题 是 ， 实 验 误 差 可 能 较 大 。看两者大小是否相等；重物距离桌面太近，会落到桌面上；B、D间时间间隔太短，计算误差较大。