高考物理總復(fù)習(xí)專題五機械能實驗六驗證機械能守恒定律練習(xí)含答案

實驗六驗證機械能守恒定律知識鞏固練1.某同學(xué)用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律.實驗所用的電源為學(xué)生電源，可以提供輸出電壓為6V的交變電流和直流電，交變電流的頻率為50Hz.重錘從高處由靜止開始下落，重錘拖著的紙帶上打出一系列的點，對紙帶上的點測量并分析，即可驗證機械能守恒定律.(1)他進行了下面幾個操作步驟：A.按照圖示的裝置安裝器件；B.將打點計時器接到電源的“直流輸出”上；C.用天平測出重錘的質(zhì)量；D.先接通電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶；E.測量紙帶上某些點間的距離；F.根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于其增加的動能.其中沒有必要進行的步驟是____________，操作不當?shù)牟襟E是__________.(填選項字母)

(2)這位同學(xué)進行正確測量后挑選出一條點跡清晰的紙帶進行測量分析，如圖乙所示，其中O點為起始點，A、B、C、D、E、F為六個計數(shù)點.根據(jù)紙帶上的測量數(shù)據(jù)，可得出打B點時重錘的速度約為______m/s.(保留3位有效數(shù)字)

(3)他根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)算出各點的速度v，量出下落距離h，并以v22為縱軸、h為橫軸畫出圖像，應(yīng)是下列圖中的______ABCD【答案】(1)CB(2)1.84(3)C【解析】(1)應(yīng)將打點計時器接到電源的“交流輸出”上，故B錯誤，操作不當；因為是比較mgh、12mv2的大小關(guān)系，故m可先約去再比較，不需要用天平，故C沒有必要(2)勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，由此可以求出B點的速度大小vB＝xACtAC＝0.2168-0.14312×0.02m/s≈1.(3)他繼續(xù)根據(jù)紙帶算出各點的速度v，量出下落距離h，并以v22為縱軸、以h為橫軸畫出圖像，根據(jù)12v2＝gh，所以應(yīng)是2.(2023年佛山一中模擬)甲、乙都是使用電磁打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗裝置圖.(1)較好的裝置是________(填“甲”或“乙”).

(2)某同學(xué)用關(guān)系式mgh＝12mv2來驗證機械能是否守恒，他采用較好的裝置進行實驗，得到如圖丙所示的一條完整紙帶，將紙帶上打出的第一個點標為A點，第二個點標為B點，后面依次類推，分別標為C、D、E、F、G、H、I，則在D點時重物運動的速度大小為______m/s.(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)若當?shù)刂亓铀俣萭取9.80m/s2，比較重物在A、D間的勢能變化ΔEp和動能變化ΔEk的大小關(guān)系為ΔEk______ΔEp(填“＞”“＝”或“＜”)，分析造成的原因是

_【答案】(1)甲(2)0.90(在0.90~0.92范圍)(3)＞實驗時先釋放紙帶后接通電源(即A點的速度不等于零)【解析】(1)甲好一些.因為用夾子固定紙帶，可以避免由于手的抖動會造成紙帶上的第一個點跡被拖長或位置不能確定；另一方面，用夾子固定紙帶，便于將紙帶調(diào)整為豎直方向，以避免紙帶與打點計時器限位孔之間產(chǎn)生過大的摩擦.(2)D點的瞬時速度等于CE段的平均速度，則vD＝xCE2T＝0.90m(3)從起點A到打下計數(shù)點D的過程中重力勢能減少量是ΔEp＝mgh＝m×9.8×0.0350J≈0.34mJ.動能的增加量ΔEk＝12mvD2＝0.41mJ，可見重力勢能的減小量小于動能的增加量，原因是實驗時先釋放紙帶后接通電源，(綜合提升練3.登上月球的宇航員利用頻閃儀(頻率為每秒20次)給自由落體的小球拍攝的頻閃照片如圖所示(圖上所標數(shù)據(jù)為小球到達各位置時下落的高度)，則：(1)月球表面重力加速度為________m/s2.(保留2位有效數(shù)字)

(2)月球表面沒有空氣，因此做能量守恒實驗具有更好的條件.假設(shè)月球表面重力加速度為上述計算值，小球的質(zhì)量為m，則小球從O點由靜止開始下落到E處增加的動能的表達式為____________(距離用OA、AB、BC等字母表示，頻閃時間間隔為T).從O點開始下落到E點的過程中減少的勢能表達式為________________(月球表面重力加速度用g月表示)，由照片上的數(shù)據(jù)可以計算并判斷出小球下落過程中機械能________(填“守恒”或“不守恒”).

【答案】(1)1.6(2)ΔEk＝18mDF2T2Δ4.(2023年廣州一中模擬)某同學(xué)要驗證機械能守恒定律，設(shè)計了如下實驗.如圖甲所示，把帶孔的重金屬球套在“L”形輕桿的直角彎頭上，把球拉到一定高度后，由靜止釋放，在重力作用下，重球和輕桿一起繞轉(zhuǎn)軸O自由下擺.(1)如圖乙所示，在輕桿轉(zhuǎn)動軸的正下方裝有一個橫擋桿，把重球拉高當球的重心到達A點時由靜止釋放，當“L”形輕桿運動到豎直位置時，被橫擋桿擋住，重球便離開“L”形輕桿沿水平方向拋出.用游標卡尺測量重球的直徑如圖丙所示，則重球的直徑d＝______mm.

(2)該同學(xué)測得的物理量有A點距離地面的高度H，球的重心最低點B距離地面的高度h，重球落地點到B點的水平距離x，重力加速度為g.設(shè)重球在B點的速度為v，由于重球不能看作質(zhì)點，根據(jù)平拋運動規(guī)律，v可以表示為__________(用h、g、d、x表示).若滿足關(guān)系式x＝________(用H、h、d表示)即可驗證機械能守恒.

【答案】14.15g2h-d【解析】(1)由題圖丙可知，主尺刻度為14mm，游標尺第3格與主尺刻線對齊，且該游標卡尺為20分度，精度為0.05mm，游標卡尺不