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《高考物理新课标一轮复习训练:实验6验证机械能守恒定律含解析》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、高考真题E?31.(2013-海南卷)某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律.已知打点计时器所用电源的频率为50圧,当地重力加速度为g=9.80加&.实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图乙所示.纸带上的第一个点记为O,另选连续的三个点A、B、C进行测量,图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和he的值.回答下列问题(计算结果保3位有效数字):(1)打点计时器打B点时,重物速度的大小Vb=mis;(2)通过分析该同学测量的实验数据,他的实验结果是否验证了机械能守恒定律?简要说明分析的依据.打点计时
2、器飞^纸带4-重物OABC•^70ca4V1UQACOcm乙解析:(1)由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知VB=he—Ha2T由电源频率为50氐可知T=0.025,代入其他数据可解得Vb=3・90mis.(2)本实验是利用自由落体运动验证机械能守恒定律,只要在误差允许范围内,重物重力势能的减少等于其动能的增加,即可验证机械能守恒定律.选B点分析,由于pnvB^7.61m,mghB=7.70m,故该同学的实验结果近似验证了机械能守恒定律.答案:(1)3.90(2)见解析1.(2014•广东理综)某
3、同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系・①如图甲,将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加舷码,测量相应的弹簧长度,部分数据如下表,由数据算得劲度系数k=N/m.(g取9.8m/s2)祛码质量/g50100150弹簧长度/c/n8.627.636.66②取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图乙所示;调整导轨,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小③用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量X;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度V,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为①重复③中的
4、操作,得到V与X的关系如图丙,由图可知,V与X成关系.由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的成正比.解析:①根据Fi=mg=kxJxi,F2=2mg=kiJx2,有JF=F2—Fi=k/X2—k/xi,则ki=49.5N/m9同理求得k2=50.5N/m9则劲度系数k=kl^k2=50Nltn・②使滑块通过两个光电门时的速度相等,就可以认为滑块离开弹簧后做匀速直线运动.③弹性势能转化为滑块的动能.④图线是过原点的直线,所以成正比,弹性势能转化为动能,即忙弹=
5、mv2,弹性势能与速度的平方成正比,则弹
6、性势能与压缩量的平方成正比.答案:①5QNIm②相等③动能④正比压缩量的平方尔/刖mJ*・・・・.・ZZ/Z//Z//Z//ZZ/Z////甲3.(2013-新课标全国II)某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究,一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连;弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图甲所示.向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放;小球离开桌面后落到水平地面.通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能.回答下列问题:(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势
7、能咼与小球抛出时的动能町相等.已知重力加速度大小为g・为求得至少需要测量A.小球的质量mB.小球抛出点到落地点的水平距离sC.桌面到地面的高度hD.弹簧的压缩量/xE.弹簧原长1。(2)用所选取的测量量和已知量表示E&,得氐=(3)图乙中的直线是实验测量得到的s-Jx图线.从理论上可推出,如果h不变,m增加,s-Jx图线的斜率会(填“增大”“减小”或“不变”);如果m不变,h增加,s—Jx图线的斜率会(填“增大”“减小”或“不变”).由图乙中给出的直线关系和E&的表达式可知,E。与/x的次方成正比.解析:(1)
8、通过计算小球离开桌面的动能来间接知道弹性势能,即通过测小球的质量m、小球平抛运动的高度h和S^,所以动能已尸知店绘2.;而从理论上E“与/x水平位移s来计算初速度,从而求得动能./、B、C正确.(2)据s=v()t禾7h=^gt2得v()=(3)据Ep=E«=
9、mv:=^F^有关,当/x不变时,Ep也不变,据s=/牛g可知h不变,m增大时s减小,S-Jx图线的斜率减小;同理得:当m不变,h增大时,S-Jx图线的斜率增大.rnca由于s与/x成正比,而Ep=彳山,即E。与s的二次方成正比,所以Ep与Jx的二次
10、方成正比.答案:(l)ABC⑵時(3)减小增大二
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