2024高考物理一輪復(fù)習(xí)課練19實(shí)驗(yàn)探究做功與速度變化的關(guān)系驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律含解析新人教版

PAGE18-課練19試驗(yàn)探究做功與速度變更的關(guān)系驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律1．[2024·甘肅省渭源四中考試]探究“做功和物體速度變更的關(guān)系”的試驗(yàn)裝置如圖甲所示，圖中是小車在1條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形．試驗(yàn)中小車獲得的速度為v，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打出的紙帶測(cè)出，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W；試驗(yàn)時(shí)，將木板左端調(diào)整到適當(dāng)高度，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放．請(qǐng)回答下列問題：當(dāng)我們把2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……試驗(yàn)．請(qǐng)回答下列問題：(1)除了圖甲中已給出的器材外，須要的器材還有：溝通電源、________.(2)如圖乙所示是小車在某次運(yùn)動(dòng)過程中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的一系列的點(diǎn)，打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，則小車離開橡皮筋后的速度為________m/s.(保留兩位有效數(shù)字)(3)將幾次試驗(yàn)中橡皮筋對(duì)小車所做的功W和小車離開橡皮筋后的速度v，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以W為縱坐標(biāo)，v或v2為橫坐標(biāo)作圖，其中可能符合實(shí)際狀況的是________．2．[2024·湖南省洞口一中模擬]如圖1所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重物帶動(dòng)紙帶從靜止起先自由下落，利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．(1)對(duì)于該試驗(yàn)，下列操作中對(duì)減小試驗(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，釋放重物(2)某試驗(yàn)小組利用上述裝置將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到50Hz的溝通電源上，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2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)間的距離干脆測(cè)出，利用下列測(cè)量值能完成驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的選項(xiàng)有________．A．OA、AD和EG的長(zhǎng)度B．OC、BC和CD的長(zhǎng)度C．BD、CF和EG的長(zhǎng)度D．AC、BD和EG的長(zhǎng)度3．[2024·河南鄭州一中測(cè)試]在利用碰撞做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的試驗(yàn)中，試驗(yàn)裝置如圖甲所示，圖甲中斜槽PQ與水平槽QR平滑連接，按要求安裝好儀器后起先試驗(yàn)．先不放被碰小球，使入射小球從斜槽上的A點(diǎn)由靜止?jié)L下，重復(fù)試驗(yàn)若干次；然后把被碰小球靜止放在槽的水平部分的前端邊緣B處(槽口)，再使入射小球從斜槽上的A點(diǎn)由靜止?jié)L下，再重復(fù)試驗(yàn)若干次，在白紙上記錄下掛于槽口B的重垂線在記錄紙上的豎直投影點(diǎn)和各次試驗(yàn)時(shí)小球落點(diǎn)的平均位置，從左至右依次為O、M、P、N點(diǎn)，測(cè)得兩小球直徑相等，入射小球和被碰小球的質(zhì)量分別為m1、m2，且m1＝2m2.則：(1)兩小球的直徑用螺旋測(cè)微器測(cè)得，測(cè)量結(jié)果如圖乙，則兩小球的直徑均為________mm.(2)入射小球每次都應(yīng)從斜槽上的同一位置無(wú)初速度釋放，其目的是________．A．使入射小球每次都能水平飛出槽口B．使入射小球每次都以相同的動(dòng)量到達(dá)槽口C．使入射小球在空中飛行的時(shí)間不變D．使入射小球每次都能與被碰小球?qū)π呐鲎?3)下列有關(guān)本試驗(yàn)的說法中正確的是________．A．未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落點(diǎn)分別是M、PB．未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落點(diǎn)分別是P、MC．未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落點(diǎn)分別是N、MD．在誤差允許的范圍內(nèi)若測(cè)得|ON|＝2|MP|，則表明碰撞過程中兩小球組成的系統(tǒng)滿意動(dòng)量守恒定律練高考小題4．[2024·全國(guó)卷Ⅰ]某同學(xué)用圖(a)所示的試驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為溝通電源，可以運(yùn)用的頻率有20Hz、30Hz和40Hz.打出紙帶的一部分如圖(b)所示．圖(a)圖(b)該同學(xué)在試驗(yàn)中沒有記錄溝通電的頻率f，須要用試驗(yàn)數(shù)據(jù)和其他題給條件進(jìn)行推算．(1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用f和圖(b)中給出的物理量可以寫出：在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，重物下落的速度大小為________，打出C點(diǎn)時(shí)重物下落的速度大小為________，重物下落的加速度大小為________．(2)已測(cè)得s1＝8.89cm，s2＝9.50cm，s3＝10.10cm；當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?.80m/s2，試驗(yàn)中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%.由此推算出f為________Hz.5．[2024·江蘇卷]某同學(xué)用如圖1所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．一根細(xì)線系住鋼球，懸掛在鐵架臺(tái)上，鋼球靜止于A點(diǎn)．光電門固定在A的正下方，在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條．將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經(jīng)過光電門的擋光時(shí)間t可由計(jì)時(shí)器測(cè)出，取v＝eq\f(d,t)作為鋼球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度．記錄鋼球每次下落的高度h和計(jì)時(shí)器示數(shù)t，計(jì)算并比較鋼球在釋放點(diǎn)和A點(diǎn)之間的勢(shì)能變更大小ΔEp與動(dòng)能變更大小ΔEk，就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒．(1)用ΔEp＝mgh計(jì)算鋼球重力勢(shì)能變更的大小，式中鋼球下落高度h應(yīng)測(cè)量釋放時(shí)的鋼球球心到________之間的豎直距離．A．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的頂端B．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心C．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的底端圖1圖2(2)用ΔEk＝eq\f(1,2)mv2計(jì)算鋼球動(dòng)能變更的大?。每潭瘸邷y(cè)量遮光條寬度，示數(shù)如圖2所示，其讀數(shù)為________cm.某次測(cè)量中，計(jì)時(shí)器的示數(shù)為0.0100s．則鋼球的速度為v＝________m/s.(3)下表為該同學(xué)的試驗(yàn)結(jié)果：ΔEp(×10－2J)4.8929.78614.6919.5929.38ΔEk(×10－2J)5.0410.115.120.029.8他發(fā)覺表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異，認(rèn)為這是由空氣阻力造成的．你是否同意他的觀點(diǎn)？請(qǐng)說明理由．(4)請(qǐng)你提出一條減小上述差異的改進(jìn)建議．6．[2024·江蘇卷，10]某愛好小組用如圖1所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理．(1)有兩種工作頻率均為50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供試驗(yàn)選用：A．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B．電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器為使紙帶在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力較小，應(yīng)選擇_________(選填“A”或“B”)．(2)保持長(zhǎng)木板水平，將紙帶固定在小車后端，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔．試驗(yàn)中，為消退摩擦力的影響，在砝碼盤中漸漸加入沙子，直到小車起先運(yùn)動(dòng)．同學(xué)甲認(rèn)為此時(shí)摩擦力的影響已得到消退．同學(xué)乙認(rèn)為還應(yīng)從盤中取出適量沙子，直至輕推小車視察到小車做勻速運(yùn)動(dòng)．看法正確的同學(xué)是_______________(選填“甲”或“乙”)．(3)消退摩擦力的影響后，在砝碼盤中加入砝碼．接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，松開小車，小車運(yùn)動(dòng)．紙帶被打出一系列點(diǎn)，其中的一段如圖2所示．圖中紙帶按實(shí)際尺寸畫出，紙帶上A點(diǎn)的速度vA＝________m/s.(4)測(cè)出小車的質(zhì)量為M，再測(cè)出紙帶上起點(diǎn)到A點(diǎn)的距離為L(zhǎng).小車動(dòng)能的變更量可用ΔEk＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,A)算出．砝碼盤中砝碼的質(zhì)量為m，重力加速度為g.試驗(yàn)中，小車的質(zhì)量應(yīng)________(選填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“接近”)砝碼、砝碼盤和沙子的總質(zhì)量，小車所受合力做的功可用W＝mgL算出．多次測(cè)量，若W與ΔEk均基本相等則驗(yàn)證了動(dòng)能定理．練模擬小題7．[2024·河北省景縣梁集中學(xué)調(diào)研]如圖1所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，用重物帶動(dòng)紙帶從靜止起先自由下落，利用此裝置可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．(1)已打算的器材有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(帶導(dǎo)線)、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺(tái)和帶夾子的重物，此外還須要的器材是________．A．直流電源、天平及砝碼B．直流電源、刻度尺C．溝通電源、天平及砝碼D．溝通電源、刻度尺(2)安裝好試驗(yàn)裝置，正確進(jìn)行試驗(yàn)操作，從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖2所示．圖中O點(diǎn)為打點(diǎn)起始點(diǎn)，且速度為零．選取紙帶上打出的連續(xù)點(diǎn)A、B、C、…作為計(jì)時(shí)點(diǎn)，測(cè)出其中E、F、G點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離分別為h1、h2、h3.已知重物質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T.為了驗(yàn)證此試驗(yàn)過程中機(jī)械能是否守恒，須要計(jì)算出從O點(diǎn)到F點(diǎn)的過程中，重物重力勢(shì)能的削減量ΔEp＝________，動(dòng)能的增加量ΔEk＝________(用題中所給字母表示)．(3)試驗(yàn)結(jié)果往往是重力勢(shì)能的削減量略大于動(dòng)能的增加量，關(guān)于這個(gè)誤差下列說法正確的是________．A．該誤差屬于偶然誤差B．該誤差屬于系統(tǒng)誤差C．可以通過多次測(cè)量取平均值的方法來減小該誤差D．可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差(4)某同學(xué)在試驗(yàn)中發(fā)覺重物增加的動(dòng)能略小于重物削減的重力勢(shì)能，于是深化探討阻力f對(duì)本試驗(yàn)的影響．他測(cè)出各計(jì)時(shí)點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離h，并計(jì)算出打下各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)的速度v，用試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制出v2－h(huán)圖線，如圖3所示．圖象是一條直線，此直線斜率k＝______(可能用到的物理量有m、g、f)8．[2024·濰坊月考]現(xiàn)利用圖甲所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．在圖中，氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個(gè)滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(圖中未畫出)的紙帶相連；滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計(jì)時(shí)器(未完全畫出)可以記錄遮光片通過光電門的時(shí)間．甲乙試驗(yàn)測(cè)得滑塊A的質(zhì)量m1＝0.310kg，滑塊B的質(zhì)量m2＝0.108kg，遮光片的寬度d＝1.00cm；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用溝通電的頻率f＝50.0Hz.將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，給滑塊A一向右的初速度，使它與B相碰．碰后光電計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間ΔtB＝3.5×10－3s，碰撞前后打出的紙帶如圖乙所示．若試驗(yàn)允許的相對(duì)誤差肯定值(|eq\f(碰撞前后總動(dòng)量之差,碰前總動(dòng)量)|×100%)最大為5%，本試驗(yàn)是否在誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律？寫出運(yùn)算過程．———[綜合測(cè)評(píng)提實(shí)力]———1．[2024·重慶一中期中]某同學(xué)利用如圖所示的裝置探究功與速度變更的關(guān)系．(1)小物塊在橡皮筋的作用下彈出，沿光滑水平桌面滑行，之后做平拋運(yùn)動(dòng)落至水平地面上，落地點(diǎn)記為M1；(2)在釘子上分別套上2條、3條、4條、……同樣的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都保持一樣，重復(fù)步驟(1)，小物塊落地點(diǎn)分別記為M2、M3、M4、….(3)測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理．①為求出小物塊從桌面拋出時(shí)的動(dòng)能，須要測(cè)量下列物理量中的________(填正確答案標(biāo)號(hào)，g已知)．A．小物塊的質(zhì)量mB．橡皮筋的原長(zhǎng)xC．橡皮筋的伸長(zhǎng)量ΔxD．桌面到地面的高度hE．小物塊拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離L②將幾次試驗(yàn)中橡皮筋對(duì)小物塊做的功分別記為W1、W2、W3、…，小物塊拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離分別記為L(zhǎng)1、L2、L3、…，若功與速度的平方成正比，則應(yīng)以W為縱軸、________(填“L”或“L2”)為橫軸作圖，才能得到一條直線．③假如小物塊與桌面之間的摩擦不能忽視，則由此引起的誤差屬于________(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)．2．[2024·甘安靜寧一中模擬]圖甲是某同學(xué)驗(yàn)證動(dòng)能定理的試驗(yàn)裝置．其步驟如下：A．易拉罐內(nèi)盛上適量細(xì)砂，用輕繩通過滑輪連接在小車上，小車連接紙帶．合理調(diào)整木板傾角，讓小車沿木板勻速下滑；B．取下輕繩和易拉罐，測(cè)出易拉罐和細(xì)砂的總質(zhì)量m及小車質(zhì)量M；C．取下輕繩和易拉罐換一條紙帶，將小車由靜止釋放，打出的紙帶如圖乙(中間部分未畫出)，O為打下的第一個(gè)點(diǎn)．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為f，重力加速度為g.(1)步驟C中小車所受的合外力為________；(2)為驗(yàn)證從O→C過程中小車所受合外力做功與小車動(dòng)能變更的關(guān)系，測(cè)出B、D間的距離為x0，O、C間的距離為x1，則打下C點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為________．須要驗(yàn)證的關(guān)系式為________(用所測(cè)物理量的符號(hào)表示)．3．[2024·開封一模]利用如圖甲所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．輕繩與輕滑輪間摩擦不計(jì)，繩子不行伸長(zhǎng)．物體A(含遮光片)和B的質(zhì)量分別為m和M，物體B由靜止釋放后向下運(yùn)動(dòng)，遮光片經(jīng)過光電門的時(shí)間為Δt.測(cè)得釋放處遮光片到光電門中心的豎直距離為h.(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)出物體A上遮光片的寬度d如圖乙所示，則d＝________mm.(2)若滿意關(guān)系式________________(用題中已知量的符號(hào)表示，已知重力加速度為g)，則可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．4．[2024·遼寧沈陽(yáng)期末]利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，試驗(yàn)裝置如圖甲所示，水平桌面上固定一水平的氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一滑塊，其質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的小球相連．調(diào)整細(xì)繩的長(zhǎng)度使每次試驗(yàn)時(shí)滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)處與勁度系數(shù)為k的彈簧接觸時(shí)小球恰好落地，測(cè)出每次彈簧的壓縮量x，假如在B點(diǎn)的正上方安裝一個(gè)速度傳感器，用來測(cè)量滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度，發(fā)覺速度v與彈簧的壓縮量x成正比，作出速度v隨彈簧壓縮量x變更的圖象如圖乙所示，測(cè)得v－x圖象的斜率k′＝eq\r(\f(k,M)).在某次試驗(yàn)中，某同學(xué)沒有開啟速度傳感器，但測(cè)出了A、B兩點(diǎn)間的距離為L(zhǎng)，彈簧的壓縮量為x0，重力加速度用g表示，則：(1)滑塊從A處到達(dá)B處時(shí)，滑塊和小球組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量可表示為ΔEk＝________，系統(tǒng)的重力勢(shì)能削減量可表示為ΔEp＝________，在誤差允許的范圍內(nèi)，若ΔEk＝ΔEp，則可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．(用題中字母表示)(2)在試驗(yàn)中，該同學(xué)測(cè)得M＝m＝1kg，彈簧的勁度系數(shù)k＝100N/m，并變更A、B間的距離L，作出的x2－L圖象如圖丙所示，則重力加速度g＝________m/s2.5．[2024·遼寧六校聯(lián)考]如圖所示是用來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的試驗(yàn)裝置，彈性球1用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，O點(diǎn)下方桌子的邊沿有一豎直立柱．試驗(yàn)時(shí)，調(diào)整懸點(diǎn)，使彈性球1靜止時(shí)恰與立柱上的球2接觸且兩球等高．將球1拉到A點(diǎn)，并使之靜止，同時(shí)把球2放在立柱上．釋放球1，當(dāng)它擺到懸點(diǎn)正下方時(shí)與球2發(fā)生對(duì)心碰撞，碰后球1向左最遠(yuǎn)可擺到B點(diǎn)，球2落到水平地面上的C點(diǎn)．測(cè)出有關(guān)數(shù)據(jù)即可驗(yàn)證1、2兩球碰撞時(shí)動(dòng)量守恒．現(xiàn)已測(cè)出兩彈性球1、2的質(zhì)量m1、m2，A點(diǎn)離水平桌面的高度為a，B點(diǎn)離水平桌面的高度為b，C點(diǎn)與桌子的水平距離為c.(1)要完成試驗(yàn)，還須要測(cè)量的量是____________和____________．(2)依據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)，該試驗(yàn)中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為____________．(忽視小球的大小)6．[2024·長(zhǎng)沙雅禮中學(xué)考試]某物理愛好小組利用如圖甲所示的裝置進(jìn)行驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律及測(cè)量平臺(tái)上A點(diǎn)左側(cè)平面與小滑塊a之間的動(dòng)摩擦因數(shù)的試驗(yàn)．在足夠長(zhǎng)的水平平臺(tái)上的A點(diǎn)放置一個(gè)光電門，水平平臺(tái)上A點(diǎn)右側(cè)摩擦很小，可忽視不計(jì)，左側(cè)為粗糙水平面，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間.試驗(yàn)步驟如下：A．在小滑塊a上固定一個(gè)寬度為d的擋光片；B．用天平分別測(cè)出小滑塊a(含擋光片)和小球b的質(zhì)量ma、mb；C．在a和b間用細(xì)線連接，中間夾有一被壓縮了的輕短彈簧(未畫出)，靜止放置在平臺(tái)上；D．燒斷細(xì)線后，a、b瞬間被彈開，向相反方向運(yùn)動(dòng)；E．記錄滑塊a通過光電門時(shí)擋光片的遮光時(shí)間Δt；F．滑塊a最終停在C點(diǎn)(圖中未畫出)用刻度尺測(cè)出AC之間的距離sa；G．小球b從平臺(tái)邊緣飛出后，落在水平地面上的B點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出平臺(tái)距水平地面的高度h及平臺(tái)邊緣重垂線與B點(diǎn)之間的水平距離sb；H．變更彈簧壓縮量，進(jìn)行多次測(cè)量．(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量擋光片的寬度，測(cè)量結(jié)果如圖乙所示，則擋光片的寬度為________mm；(2)該試驗(yàn)要驗(yàn)證“動(dòng)量守恒定律”，則只需驗(yàn)證a、b彈開后的動(dòng)量大小是否相等，即a的動(dòng)量大小________是否等于b的動(dòng)量大小________；(用所涉及物理量的字母表示)(3)變更彈簧壓縮量，多次測(cè)量后，該試驗(yàn)小組得到小滑塊a的sa與eq\f(1,Δt2)的關(guān)系圖象如圖丙所示，圖象的斜率為k，則平臺(tái)上A點(diǎn)左側(cè)與滑塊a之間的動(dòng)摩擦因數(shù)大小為________．(用字母表示)7．某試驗(yàn)小組依據(jù)如圖1所示的裝置對(duì)中學(xué)試驗(yàn)進(jìn)行連續(xù)探究或驗(yàn)證．試驗(yàn)一：探究小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律；試驗(yàn)二：驗(yàn)證牛頓其次定律；試驗(yàn)三：探究小車受到的合力做的功與動(dòng)能變更的關(guān)系．(1)下列說法正確的是________．A．三個(gè)試驗(yàn)操作中均先釋放小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源B．試驗(yàn)一不須要平衡摩擦力，試驗(yàn)二和試驗(yàn)三須要平衡摩擦力C．試驗(yàn)一和試驗(yàn)二須要滿意小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼總質(zhì)量，試驗(yàn)三則不須要D．要求全部完成上述三個(gè)試驗(yàn)，除了圖1中所示的試驗(yàn)器材外，還要供應(yīng)的共同試驗(yàn)器材有刻度尺(2)試驗(yàn)小組依據(jù)規(guī)范操作打出的紙帶如圖2所示，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)a、b、c、d間的時(shí)間間隔為T，間距分別為s1、s2、s3，鉤碼總質(zhì)量為m，小車質(zhì)量為M，且M?m，重力加速度大小為g，以小車為探討對(duì)象，那么從b到c小車合力做的功W＝________，小車動(dòng)能的變更量ΔEk＝________.(3)在(2)問中，用鉤碼總重力代替小車受到的細(xì)線拉力，存在________(選填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)．8．[2024·山東六校聯(lián)考]某同學(xué)用兩個(gè)光電門驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，裝置如圖1所示，讓細(xì)線懸吊的質(zhì)量分布勻稱的小圓柱體繞懸點(diǎn)O在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，將光電門1固定在小圓柱體運(yùn)動(dòng)軌跡的最低點(diǎn)，調(diào)整光電門2的位置，使小圓柱體在運(yùn)動(dòng)過程中阻擋光電門發(fā)出的光．記錄小圓柱體通過光電門1、2的時(shí)間t1、t2，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.(1)要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，除了要測(cè)量?jī)蓚€(gè)光電門間的高度差h，還須要測(cè)量的物理量有____________(寫出物理量名稱及符號(hào))，要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，只要驗(yàn)證等式______________(用已知量和測(cè)量量表示)成馬上可．(2)由于兩個(gè)光電門間的高度差比較難測(cè)量，該同學(xué)又改進(jìn)了試驗(yàn)方法．①如圖2所示，將光電門1放于水平長(zhǎng)木板的兩側(cè)，適當(dāng)調(diào)整細(xì)線懸點(diǎn)O的位置，使小圓柱體通過最低點(diǎn)時(shí)恰好與長(zhǎng)木板相碰，光電門的光束與小圓柱體靜止懸掛時(shí)的重心在同一高度；②將刻度尺豎直立于長(zhǎng)木板上，讓細(xì)線懸吊著的小圓柱體剛好與刻度尺接觸，由刻度尺測(cè)出小圓柱體此時(shí)重心離長(zhǎng)木板的高度h1，將小圓柱體由靜止釋放，測(cè)出小圓柱體經(jīng)過光電門1的時(shí)間t；③將刻度尺右移，重復(fù)步驟②多次，測(cè)出小圓柱體在不同位置釋放時(shí)重心離長(zhǎng)木板的高度h1，記錄不同高度釋放后小圓柱體通過光電門1的時(shí)間t；④測(cè)出小圓柱體的長(zhǎng)L，算出每次小圓柱體實(shí)際下落的高度h′＝________，作出eq\f(1,t2)－h(huán)′圖象，作出的圖象應(yīng)是____________；假如求得圖線的斜率在誤差允許的范圍內(nèi)等于________，則機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證.課練19試驗(yàn)探究做功與速度變更的關(guān)系驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律[狂刷小題夯基礎(chǔ)]1．答案：(1)毫米刻度尺(2)0.36(3)AD解析：(1)須要的器材除了溝通電源外，還有毫米刻度尺；(2)小車離開橡皮筋后的速度為v＝eq\f(7.2×10－3,0.02)m/s＝0.36m/s；(3)因?yàn)閃＝eq\f(1,2)mv2，則以W為縱坐標(biāo)，v或v2為橫坐標(biāo)作圖，其中可能符合實(shí)際狀況的是A、D.2．答案：(1)A、B(2)B、C解析：(1)重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘，減小空氣阻力，以減小誤差，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，B正確；驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律需驗(yàn)證：mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，重物質(zhì)量可以消掉，故無(wú)需測(cè)量重物的質(zhì)量，C錯(cuò)誤；用手拉穩(wěn)紙帶，而不是托住重物，接通電源后，釋放紙帶，D錯(cuò)誤．(2)由EG的長(zhǎng)度可求出打F點(diǎn)時(shí)重物的速度vF，打O點(diǎn)時(shí)重物的速度為v1＝0，但求不出O、F之間的距離h1，A錯(cuò)誤；由BC和CD的長(zhǎng)度可求出打C點(diǎn)時(shí)重物的速度vC，打O點(diǎn)時(shí)重物的速度v1＝0，O、C之間的距離為h2，可以用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，B正確；由BD和EG的長(zhǎng)度可分別求出打C點(diǎn)時(shí)重物的速度vC和打F點(diǎn)時(shí)重物的速度vF，C、F之間的距離為h3，可以用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，C正確；AC、BD和EG的長(zhǎng)度可分別求出打B、C、F三點(diǎn)時(shí)重物的速度，但BC、CF、BF的長(zhǎng)度都無(wú)法求出，故無(wú)法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，D錯(cuò)誤．3．答案：(1)12.895(2)B(3)BD解析：(1)螺旋測(cè)微器的主尺部分長(zhǎng)度為12.5mm，轉(zhuǎn)動(dòng)部分讀數(shù)為：39.5×0.01mm，故最終讀數(shù)為：(12.5＋0.395)mm＝12.895mm；(2)入射小球每次都應(yīng)從斜槽上的同一位置無(wú)初速度釋放，是為了使小球每次都以相同的速度飛出槽口，即為了保證入射小球每次都以相同的動(dòng)量到達(dá)槽口，B正確；(3)未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落點(diǎn)分別為P、M，A、C錯(cuò)誤，B正確；設(shè)入射小球碰前瞬間的速度為v1，碰后瞬間的速度為v′1，碰后瞬間被碰小球的速度為v′2，則m1v1＝m1v′1＋m2v′2，由于m1＝2m2，則有2(v1－v′1)＝v′2，設(shè)平拋時(shí)間為t，則OM＝v′1t，ON＝v′2t，OP＝v1t，所以若系統(tǒng)碰撞的過程中動(dòng)量守恒，則滿意|ON|＝2|MP|，D正確．4．答案：(1)eq\f(1,2)f(s1＋s2)eq\f(1,2)f(s2＋s3)eq\f(1,2)f2(s3－s1)(2)40解析：(1)重物勻加速下落時(shí)，依據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得vB＝eq\f(s1＋s2,2T)＝eq\f(1,2)f(s1＋s2)vC＝eq\f(s2＋s3,2T)＝eq\f(1,2)f(s2＋s3)由s3－s1＝2aT2得a＝eq\f(f2s3－s1,2)(2)依據(jù)牛頓其次定律，有mg－kmg＝ma依據(jù)以上各式，化簡(jiǎn)得f＝eq\r(\f(21－kg,s3－s1))代入數(shù)據(jù)可得f≈40Hz.5．答案：(1)B(2)1.50(1.49～1.51都算對(duì))1.50(1.49～1.51都算對(duì))(3)不同意，因?yàn)榭諝庾枇?huì)造成ΔEk小于ΔEp，但表中ΔEk大于ΔEp.(4)分別測(cè)出光電門和球心到懸點(diǎn)的長(zhǎng)度L和l，計(jì)算ΔEk時(shí)，將v折算成鋼球的速度v′＝eq\f(l,L)v.解析：(1)高度變更要比較鋼球球心的高度變更．(2)毫米刻度尺讀數(shù)時(shí)要估讀到毫米下一位，由v＝eq\f(d,t)代入數(shù)據(jù)可計(jì)算出相應(yīng)速度．(3)從表中數(shù)據(jù)可知ΔEk>ΔEp，若有空氣阻力，則應(yīng)為ΔEk<ΔEp，所以不同意他的觀點(diǎn)．(4)試驗(yàn)中遮光條經(jīng)過光電門時(shí)的速度大于鋼球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度，因此由ΔEk＝eq\f(1,2)mv2計(jì)算得到的ΔEk偏大，要減小ΔEp與ΔEk的差異可考慮將遮光條的速度折算為鋼球的速度．6．答案：(1)B(2)乙(3)0.31(0.30～0.33都算對(duì))(4)遠(yuǎn)大于解析：(1)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的阻力小于電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的阻力，試驗(yàn)時(shí)誤差小，故選B.(2)在砝碼盤中漸漸加入沙子直至小車起先運(yùn)動(dòng)，小車從靜止起先做加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)砝碼盤和沙子的總重力大于小車與長(zhǎng)木板間的滑動(dòng)摩擦力，平衡摩擦力過度；輕推小車，小車做勻速運(yùn)動(dòng)，依據(jù)平衡條件可知，此時(shí)砝碼盤和沙子的總重力等于小車與長(zhǎng)木板間的滑動(dòng)摩擦力大小，消退了摩擦力的影響，看法正確的是同學(xué)乙．(3)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度．用刻度尺量出A左側(cè)第一個(gè)點(diǎn)與A右側(cè)第一個(gè)點(diǎn)之間的距離l＝1.24cm，再除以0.02s×2＝0.04s，可得vA＝0.31m/s.(4)本試驗(yàn)中砝碼的重力應(yīng)當(dāng)是小車所受的合外力．只有當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼盤、砝碼以及沙子的總質(zhì)量時(shí)，才可以將砝碼的重力當(dāng)成小車受到的合外力．7．答案：(1)D(2)mgh2eq\f(mh3－h(huán)12,8T2)(3)BD(4)eq\f(2mg－f,m)解析：(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電源是溝通電源，在試驗(yàn)中須要刻度尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)間的距離從而可知重物下降的距離，以及通過紙帶上兩點(diǎn)的距離，求出平均速度，從而可知瞬時(shí)速度，紙帶上相鄰兩計(jì)時(shí)點(diǎn)的時(shí)間間隔已知，所以不須要秒表，重物的質(zhì)量可以不必測(cè)量，因此還須要的器材有D；(2)從打下O點(diǎn)到打下F點(diǎn)的過程中，重物重力勢(shì)能的削減量ΔEp＝mgh2，F(xiàn)點(diǎn)的瞬時(shí)速度：vF＝eq\f(h3－h(huán)1,2T)，則動(dòng)能的增加量為ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,F)＝eq\f(mh3－h(huán)12,8T2)；(3)試驗(yàn)結(jié)果往往是重力勢(shì)能的削減量略大于動(dòng)能的增加量，這個(gè)誤差是系統(tǒng)誤差，無(wú)法避開，可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差，B、D正確；(4)依據(jù)能量關(guān)系可知：mgh＝eq\f(1,2)mv2＋fh，解得v2＝eq\f(2mg－f,m)h，可知圖線的斜率k＝eq\f(2mg－f,m).8．答案：見解析解析：按定義，滑塊運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度大小v為：v＝eq\f(Δs,Δt)式中Δs為滑塊在很短時(shí)間Δt內(nèi)走過的路程，設(shè)紙帶上打出相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為ΔtA，則ΔtA＝eq\f(1,f)＝0.02sΔtA可視為很短，設(shè)A在碰撞前后的瞬時(shí)速度大小分別為v0、v1，將上式和圖給試驗(yàn)數(shù)據(jù)代入可得：v0＝eq\f(4.00×10－2,0.02)m/s＝2.00m/sv1＝eq\f(1.94×10－2,0.02)m/s＝0.970m/s.設(shè)B在碰撞后的速度大小為v2，由上式有v2＝eq\f(d,ΔtB)代入題給試驗(yàn)數(shù)據(jù)得v2＝2.86m/s設(shè)兩滑塊在碰撞前、后的動(dòng)量分別為p和p′，則p＝m1v0，p′＝m1v1＋m2v2.兩滑塊在碰撞前、后總動(dòng)量相對(duì)誤差的肯定值δr＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(p－p′,p)))×100%聯(lián)立上式并代入有關(guān)數(shù)據(jù)可得：δr＝1.7%<5%因此，本試驗(yàn)在允許的誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律．[綜合測(cè)評(píng)提實(shí)力]1．答案：(3)①A、D、E'②L2'③系統(tǒng)誤差解析：(3)①小物塊離開桌面后做平拋運(yùn)動(dòng)，依據(jù)桌面到地面的高度h＝eq\f(1,2)gt2，可計(jì)算出平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，再依據(jù)小物塊拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離L＝v0t，可計(jì)算出小物塊離開桌面時(shí)的速度，依據(jù)動(dòng)能的表達(dá)式Ek＝eq\f(1,2)mv20，還須要知道小物塊的質(zhì)量，故A、D、E正確，B、C錯(cuò)誤；②依據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2和L＝v0t，可得v20＝eq\f(g,2h)L2，因?yàn)楣εc速度的平方成正比，所以功與L2成正比，故應(yīng)以W為縱軸、L2為橫軸作圖，才能得到一條直線；③一般來說，從多次測(cè)量揭示出的試驗(yàn)誤差稱為偶然誤差，不能從多次測(cè)量揭示出的試驗(yàn)誤差稱為系統(tǒng)誤差．由于小物塊與桌面之間的摩擦不能忽視，則由此引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差．2．答案：(1)mg(2)eq\f(x0f,2)mgx1＝eq\f(Mx\o\al(2,0)f2,8)解析：(1)小車勻速下滑時(shí)受到重力、支持力、摩擦力和拉力，合力為零；撤去拉力后，其余力不變，故合力大小等于撤去的拉力，即為mg；(2)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度大小等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，故vC＝eq\f(x0,2T)＝eq\f(x0f,2)，動(dòng)能增加量為ΔEk＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,C)＝eq\f(Mx\o\al(2,0)f2,8)，合力做的功為W＝mgx1，須要驗(yàn)證的關(guān)系式為mgx1＝eq\f(Mx\o\al(2,0)f2,8).3．答案：(1)4.50(2)(M－m)gh＝eq\f(1,2)(M＋m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt)))2解析：(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為4mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0.05×10mm＝0.50mm，則d＝4.50mm.(2)遮光片通過光電門的瞬時(shí)速度為v＝eq\f(d,Δt)，則系統(tǒng)動(dòng)能的增加量ΔEk＝eq\f(1,2)(M＋m)v2＝eq\f(1,2)(M＋m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt)))2，系統(tǒng)重力勢(shì)能的削減量ΔEp＝(M－m)gh，即若滿意關(guān)系式(M－m)gh＝eq\f(1,2)(M＋m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt)))2，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．4．答案：(1)eq\f(kx\o\al(2,0)M＋m,2M)mgL(2)9.6解析：(1)由題意可知，當(dāng)彈簧的壓縮量為x0時(shí)，對(duì)應(yīng)的滑塊速度v＝k′x0＝eq\r(\f(k,M))x0，則滑塊和小球組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量可表示為ΔEk＝eq\f(1,2)(M＋m)v2＝eq\f(kx\o\al(2,0)M＋m,2M)，系統(tǒng)的重力勢(shì)能削減量可表示為ΔEp＝mgL.(2)由機(jī)械能守恒有eq\f(1,2)(M＋m)v2＝mgL，v＝eq\r(\f(k,M))x，代入數(shù)據(jù)解得x2＝eq\f(g,100s－2)L；由圖象可知eq\f(g,100s－2)＝eq\f(0.192,2)m，解得g＝9.6m/s2.5．答案：(1)立柱的高度h桌面的高度H(2)2m1eq\r(a－h(huán))＝2m1eq\r(b－h(huán))＋m2eq\f(c,\r(h＋H))解析：(1)球1從A處下擺的過程中只有重力做功，機(jī)械能守恒，依據(jù)機(jī)械能守恒定律有m1g(a－h(huán))＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)，解得v1＝eq\r(2ga－h(huán))；碰撞后球1上升到最高點(diǎn)的過程中，機(jī)械能守恒，依據(jù)機(jī)械能守恒定律有m1g(b－h(huán))＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,2)，解得v2＝eq\r(2gb－h(huán))，碰撞后球2做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝eq\r(\f(2H＋h,g))，所以球2碰后的速度v3＝eq\f(x,t)＝eq\f(c,\r(\f(2H＋h,g)))，該試驗(yàn)中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為m1v1＝m2v3＋m1v2，整理得2m1eq\r(a－h(huán))＝2m1eq\r(b－h(huán))＋m2eq\f(c,\r(h＋H))，要驗(yàn)證動(dòng)量守恒，就須要知道碰撞前后系統(tǒng)的動(dòng)量，所以要測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量m1、m2，要通過平拋運(yùn)動(dòng)的分位移公式求解碰撞后球2的速度，所以要測(cè)量立柱的高度h，桌面的高度H.(2)由(1)可知該試驗(yàn)中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為2m1eq\r(a－h(huán))＝2m1eq\r(b－h(huán))＋m2eq\f(c,\r(h＋H)).6．答案：(1)2.550(2)maeq\f(d,Δt)mbsbeq\r(\f(g,2h))(3)eq\f(d2,2kg)解析：(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為2.5mm＋0.050mm＝2.550mm；(2)燒斷細(xì)線后，a向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過光電門，依據(jù)速度公式可知，a經(jīng)過光電門的速度為va＝eq\f(d,Δt)，故a的動(dòng)量為pa＝maeq\f(d,Δt)，b離開平臺(tái)后做平拋運(yùn)動(dòng)，依據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得h＝eq\f(1,2)gt2及sb＝vbt，聯(lián)立解得vb＝sbeq\r(\f(g,2h))，故b的動(dòng)量為pb＝mbvb＝mbsbeq\r(\f(g,2h))；(3)對(duì)滑塊a由光電門向左運(yùn)動(dòng)的過程進(jìn)行分析，有veq\o\al(2,a)＝2a0sa，滑塊a經(jīng)過光電門的速度va＝eq\f(d,Δt)，