2023版高三一輪總復(fù)習(xí)物理（新教材新高考）實(shí)驗(yàn)針對(duì)訓(xùn)練7驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

1、 實(shí)驗(yàn)針對(duì)訓(xùn)練(七)1如圖甲所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。甲乙(1)對(duì)于該實(shí)驗(yàn)，下列操作中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有利的是_。A重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘B兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對(duì)正C精確測(cè)量出重物的質(zhì)量D用手托穩(wěn)重物，接通電源后，撤手釋放重物(2)某實(shí)驗(yàn)小組利用上述裝置將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到50 Hz的交流電源上，按正確操作得到了一條完整的紙帶，由于紙帶較長(zhǎng)，圖中有部分未畫出，如圖乙所示。紙帶上各點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的計(jì)時(shí)點(diǎn)，其中O點(diǎn)為紙帶上打出的第一個(gè)點(diǎn)。重物下落高度應(yīng)從紙帶上計(jì)時(shí)點(diǎn)間的距離直接測(cè)出，利用下列測(cè)量值能完成驗(yàn)證機(jī)械能守恒

2、定律的選項(xiàng)有_。AOA、AD和EG的長(zhǎng)度 BOC、BC和CD的長(zhǎng)度CBD、CF和EG的長(zhǎng)度 DAC、BD和EG的長(zhǎng)度解析(1)重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘，能夠減小空氣阻力的影響，以減小誤差，故A正確；兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對(duì)正，減小紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的阻力，以減小誤差，故B正確；驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的原理是：mgheq f(1,2)mveq oal( 2,2)eq f(1,2)mveq oal( 2,1)，重物質(zhì)量可以消掉，無(wú)需精確測(cè)量出重物的質(zhì)量，故C錯(cuò)誤；用手托穩(wěn)重物，接通電源后，撤手釋放重物對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差無(wú)影響，故D錯(cuò)誤。(2)利用紙帶數(shù)據(jù)，根據(jù)mgheq f(1,2)mv2即可

3、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。要從紙帶上測(cè)出重物下落的高度并計(jì)算出對(duì)應(yīng)的速度，選項(xiàng)A、D的條件中，下落高度與所能計(jì)算的速度不對(duì)應(yīng)；選項(xiàng)B的條件符合要求，可以取重物下落OC段處理；選項(xiàng)C中，可以求出C、F點(diǎn)的瞬時(shí)速度，又知CF間的距離，可以利用eq f(1,2)mveq oal( 2,2)eq f(1,2)mveq oal( 2,1)mgh驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。答案(1)AB(2)BC2(2021湖北省永州市高三下學(xué)期5月三模)用如圖所示的裝置驗(yàn)證小球做自由落體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，圖中O為靜止釋放小球的位置，A、B、C、D為固定速度傳感器的位置且與O在同一條豎直線上。(1)若當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，還需要測(cè)量

4、的物理量有_(填選項(xiàng)前的字母)。A小球的質(zhì)量mB小球下落到每一個(gè)速度傳感器時(shí)的速度vC小球下落到每一個(gè)速度傳感器時(shí)所用的時(shí)間tD小球下落到每一個(gè)速度傳感器時(shí)下落的高度h(2)作出eq f(1,2)v2h圖像，由圖像算出其斜率k，當(dāng)k_時(shí)可以認(rèn)為小球做自由落體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒。(3)寫出對(duì)減小本實(shí)驗(yàn)誤差有益的一條建議：_。解析(1)機(jī)械能守恒的關(guān)系式mgheq f(1,2)mv2，所以不需要測(cè)量物體的質(zhì)量；需要測(cè)量小球下落到每一個(gè)速度傳感器時(shí)的速度v和小球下落到每一個(gè)速度傳感器時(shí)下落的高度h；不需要測(cè)量運(yùn)動(dòng)時(shí)間t，故選項(xiàng)BD正確。(2)由以上公式可知v22gh即eq f(1,2)v2gh所以

5、圖像的斜率表示g，可以認(rèn)為小球做自由落體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒。(3)減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法有相鄰速度傳感器間的距離適當(dāng)大些；選用質(zhì)量大、體積小的球做實(shí)驗(yàn)等。答案(1)BD(2)g(3)相鄰速度傳感器間的距離適當(dāng)大些；選用質(zhì)量大、體積小的小球做實(shí)驗(yàn)等(其他合理表述均可)3(2021安徽、河南、山西高三下學(xué)期3月標(biāo)準(zhǔn)學(xué)術(shù)能力診斷測(cè)試) 某研究性學(xué)習(xí)小組用如圖1所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，細(xì)線的一端拴一個(gè)金屬小球，另一端連接固定在天花板上的拉力傳感器，傳感器可記錄小球在擺動(dòng)過(guò)程中細(xì)線拉力的大小。將小球拉至圖示位置，由靜止釋放小球，發(fā)現(xiàn)細(xì)線拉力在小球擺動(dòng)的過(guò)程中做周期性變化。圖1圖2(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)

6、出金屬小球的直徑如圖2所示，讀數(shù)為_ mm。(2)若細(xì)線的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于小球的直徑，為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，該小組不需要測(cè)出的物理量是_(填選項(xiàng)前的字母)。A釋放小球時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角B細(xì)線的長(zhǎng)度LC小球的質(zhì)量mD細(xì)線拉力的最大值FE當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭(3)小球從靜止釋放運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過(guò)程中，滿足機(jī)械能守恒的關(guān)系式為_(用上述測(cè)定的物理量的符號(hào)表示)。解析(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬小球的直徑為8 mm0.01 mm46.58.465 mm。(2)要驗(yàn)證的關(guān)系式是mgL(1cos )eq f(1,2)mv2Fmgmeq f(v2,L)即Fmg(32cos )為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，該小組不需要測(cè)出

7、的物理量是細(xì)線的長(zhǎng)度L，故選B。(3)由以上分析可知，小球從靜止釋放運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過(guò)程中，滿足機(jī)械能守恒的關(guān)系式為Fmg(32cos )。答案(1)8.465(2)B(3)Fmg(32cos )4(2021福建漳州市第一次教學(xué)質(zhì)檢)某物理興趣小組發(fā)現(xiàn)直接利用“落體法”進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于物體下落太快，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象稍縱即逝。為了讓實(shí)驗(yàn)時(shí)間得以適當(dāng)延長(zhǎng)，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)方案，把質(zhì)量分別為m1、m2(m1m2)的兩物體通過(guò)一根跨過(guò)定滑輪(質(zhì)量可忽略)的細(xì)線相連接，m2的下方連接在穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶上。首先在外力的作用下兩物體保持靜止，開啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，穩(wěn)定后釋放m1和m2。甲(1)為了完成實(shí)驗(yàn)，需要的測(cè)量工具除了天平，還需_。(2)如圖乙是一條較為理想的紙帶，O點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示。兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔為T，重力加速度為g(題中所有物理量符號(hào)都用國(guó)際單位)。乙在紙帶上打下記數(shù)點(diǎn)“5”時(shí)物體的速度v5_(用題給物理量符號(hào)表示)在打計(jì)數(shù)點(diǎn)“O”到打計(jì)數(shù)點(diǎn)“5”過(guò)程中，m1、m2系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量Ep_(用題給物理量符號(hào)表示)，再求出此過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增加量，即可驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒解析(1)需要用刻度尺測(cè)量點(diǎn)之間的距離從而算出物體的運(yùn)動(dòng)速度和下降距離。(2)打下點(diǎn)