高考物理一轮复习单元检测试题 实验 验证机械能守恒定律

高考物理一轮复习单元检测试题 实验 验证机械能守恒定律内容摘要：

1、- 1 验证机械能守恒定律1如图实66 所示是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带，我们选 N 点来验证机械能守恒定律下面举出一些计算打 N 点时纸带下落速度的方法，其中正确的是(T 为打点周期) ()图实66AN 点是第 n 个点，则 vN 点是第 n 个点，则 vNg(n1) TCv N12TDv N1 12体下落的实际加速度小于 g，不能采用公式 v算打 N 点时纸带下落速度，N 点的速度为 段的平均速度，v N ，C 项正确122在用图实67 所示的实验装置来验证机械能守恒定律时，某同学的以下说法中正确的是 ( )图实67A必须用秒表测出重物下落的时间B实验操作时，注意手提着 2、纸带使重物靠近打点计时器，先接通打点计时器电源，然后松开纸带C如果打点计时器不竖直，重物下落时，其重力势能有一部分消耗在纸带摩擦上，就会造成重力势能的变化小于动能的变化D验证时，可以不测量重物的质量或重力解析：因为实验中使用打点计时器，不需要测时间，A 错误；打点计时器不竖直，重物下落时，- 2 成重力势能的减少量大于动能的增加量，C 错误；实验时，为节约纸带，便于测量，应使重物靠近打点计时器，应先通电后放手，B 正确；因为动能和势能表达式中都含有质量，可以消去，故不需测质量，D 正确答案：2010广州模拟)“验证机械能守恒定律 ”的实验可以采用如图实68 所示的甲或乙方案来进行甲方案为用自由 3、落体实验验证机械能守恒定律，乙方案为用斜面小车实验验证机械能守恒定律图实68(1)比较这两种方案，_( 填“甲”或“乙”)方案好一些，理由是_(2)图丙所示是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图所示，已知每两个计数点之间的时间间隔 T0.1 s物体运动的加速度 a_；该纸带是采用_(填 “甲”或“乙 ”)实验方案得到的简要写出判断依据_解析：(1)机械能守恒的前提是只有重力做功，实际操作的方案中应该使摩擦力越小越好故甲方案好一些(2)a 4.8 m/s 2a 远小于 g，故为斜面上小车下滑的加速度所以该纸带采用图乙所示的实验方案答案：(1)甲因为这个方案摩擦阻力小，误差小，操作 4、方便，所用实验器材少(2)4.8 m/.7 m/.9 m/s 2)乙因为物体运动的加速度比重力加速度小得多4(2010烟台模拟)用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中：(1)运用公式 实验条件的要求是_；)若实验中所用重物的质量 m1 69 所示，打点时间间隔为 s，则记录 B 点时，重物速度 _，重物动能 _，从开始下落起至 B 点时重物的重力势能减少量是_，由此可得出的结论是_；(g 取 3 -m/实69(3)根据纸带算出相关各点的速度 v，量出下落距离 h，则以 为纵轴、以 h 为横轴画出的图象10 中的 ()图实610解析：(1)重物自由下落时，对实验条件的要求是打第一个点时重物的初速 5、度为零(2) m/sm/s 10 321( J 12 12重物的重力势能减小量为Ep0 3 J故机械能守恒(3)由机械能守恒定律可知， 验证机械能守恒定律成立，只需验证 2 12可如果纵坐标为 ，横坐标为 h，则图象应为过原点且斜率为 g 的直线，故 C 图案：(1)打第一个点时重物的初速度为零(2)m/s机械能守恒(3)用气垫导轨装置验证机械能守恒定律时，先非常仔细地把导轨调成水平，然后依图实611所示用垫块把导轨一端垫高 H，滑块 m 上面装 l3 挡光框，使它由轨道上端任一处滑下，测出它通过电门 的速度 可以算出它由 段过程中动能的增加量m(再算出重力势能的减少量 Ep比较 大小，便可验 6、证机12- 4 实611(1)滑块的速度 v1、v 2 如何求出。 滑块通过 的高度 h 如何求出。 (2)若测得图中 L1 m，x0.5 m，H20 cm，m 500 g ，滑块通过 时间分别为 02 s 和 02 s，当地重力加速度 gm/s 2，试判断机械能是否守恒解析：(1)因为挡光框的宽度很小 l3 滑块通过电门的时间极短，故可以认为滑块通过电门时做匀速运动，则通过两电门时的平均速度就等于通过 2两位置的瞬时速度，v 1 ，v 2 ；由相似原理可知 ，便可求得 h x，H、L、x 都是事L 2) m/s0.6 m/s，10 2510 2 m/sm/s，10 2210 2h x 0.5 m 7、0.1 m(v 12) ) J2重力势能减少量 Ep ，在误差允许的范围内可认为机械能守恒答案：见解析6(2010珠海调研)如图实 612 所示，用包有白纸的质量为 圆柱棒替代纸带和重物；蘸有颜料的毛笔固定在电动机的飞轮上并随之匀速转动，以替代打点计时器烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面的纸上画出记号，如图实613 所示设毛笔接触棒时不影响棒的运动，测得记号之间的距离依次为 26.0 0.0 4.0 8.0 22.0 46.0 此可验证机械能守恒定 律已知电动机铭牌上标有“1200 r/样根据以上内容回答下列问题：图实612- 5 13(1)毛笔画相邻两条线的时间间隔 8、T_s.(2)根据图实613 所给的数据可知：毛笔画下记号“3 ”时，圆柱棒下落的速度 _m/s；画下记号“6”时，圆柱棒下落的速度 _m/s ；在毛笔画下记号“3”到画下记号“6”的这段时间内，棒的动能的增加量为_J，重力势能的减少量为_J由此可得出的结论是_(g9.8 m/s 2，结果保留三位有效数字)解析：(1)由于电动机铭牌上标有“1200 r/样，所以电动机的转动周期为 T 601200ss.(2)毛笔画相邻两条线的时间间隔为 s根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，则画记号“3”时，圆柱棒下落的速度为 m/sm/s，同理可求得(10 ”时，圆柱棒下落的速度 m/，重力势能的 9、减少量为 mg(h6h 3)根据求得的数据，12 12在实验误差允许的范围内，圆柱棒在下落过程中机械能守恒答案：(1)2)误差允许的范围内圆柱棒在下落过程中机械能守恒7(2008江苏高考)某同学利用如图实 614 所示的实验装置验证机械能守恒定律弧形轨道末端水平，离地面的高度为 h 处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为 14(1)若轨道完全光滑，x 2 与 h 的理论关系应满足 _(用 H、h 表示)(2)该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：h(101 m) 0 115 所示的坐标纸上作出 x2h 关系图- 6 15(3)对比实验结果与理论计算得到的 x2h 关系图线(图实615 10、 中已画出)，自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率_( 填“小于”或“大于”) 理论值(4)从 x2h 关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是_解析：(1)设钢球从轨道末端抛出的速度为 有 平抛过程中有 H12xv 0t，由以上三式可解得 )依次描点、连线，如下图所示(3)由图象可知，对应同一个 h 值，x 测x 理，由 ，可知 (4)由于客观上，轨道与小球间存在摩擦，机械能减小，因此会导致实际值比理论值小小球的转动也需要能量维持，而机械能守恒中没有考虑重力势能转化成小球转动的这一部分能量，也会导致实际速率明显小于理论速率(这一点，可能不少同学会考虑 11、不到) 答案：(1)4(2)见解析图(3)小于(4)摩擦，转动(回答任一即可)8(2010南京调研)某研究性学习小组用如图实 616 所示装置验证机械能守恒定律让一个摆球由静止开始从 A 位置摆到 B 位置，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，即 点的速度 v 比较困难现让小球在 B 点处脱离悬线做平抛运动，12- 7 16 所示，悬点正下方 P 点处放有水平放置的炽热的电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹用重垂线确定出 A、B 点的投影点 N、0 次(小球每一次都从同一点由静止释放)，球的落点痕迹如图实617 所示，图中米尺水平放置，零刻度线与 M 点对齐用米尺量出 高度 M 的高度 出 A、B 两点的竖直距离，再量出 M、C 之间的距离 x，即可验证机械能守恒定律已知重。