2018届高考物理一轮复习 实验6 验证机械能守恒定律课时知能训练

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1、实验六验证机械能守恒定律1．(双选)在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证的是重物重力势能的减少等于它动能的增加，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有(　　)A．用天平称出重物的质量B．把打点计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来C．把纸带的一端固定到重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重物提升到一定高度D．接通电源，待打点稳定后释放纸带E．用秒表测出重物下落的时间【解析】　在“验证机械能守恒定律”的实验中，需验证重力势能减少量mgh和动能增加量mv2之间的大小关系，若机械能守恒，则有mgh＝mv2成立，两边都有质量，可约去，即验证gh＝v2成立即可

2、，故无需测质量，A选项多余，对E选项，测速度时，用的是纸带上的记录点间的距离和打点计时器打点的时间间隔，无需用秒表测量，因此E选项也多余．【答案】　AE图5－6－82．利用图5－6－8示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，其中正确的方案是(　　)A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v＝gt计算出瞬时速度vB．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v＝计算出瞬时速度vC．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v

3、，并通过h＝计算得出高度hD．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v【解析】　利用g求v和h，相当于利用机械能守恒验证机械能守恒，故A、B、C选项不正确．【答案】　D3．在研究弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系的实验中，弹簧长度的改变量可以利用刻度尺直接测量得到，而弹性势能的大小只能通过物理原理来间接测量．现有两组同学分别按图5－6－9甲(让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面)和图5－6－9乙(让滑块向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使滑块在气垫导轨上向右运动，通过相应的测量仪器

4、可以测出滑块脱离弹簧后的速度)两组不同的测量方案进行测量．请写出图甲方案中弹性势能与小球质量及图中各量之间的关系Ep＝______；图乙方案中除了从仪器上得到滑块脱离弹簧后的速度外还要直接测量的量为________；两种方案的共同点都是将弹性势能的测量转化为对________的测量．图5－6－9【解析】　由x＝v0t，h＝gt2可得小球平抛的速度v0＝x，故弹簧的弹性势能Ep＝mv＝.图乙方案中测速装置能测出v0，故必须再测出滑块的质量，两种方案的共同点是将弹性势能的测量转化为对动能的测量．【答案】　　滑块质量　动能4．在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m＝1.00kg的重物自

5、由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图5－6－10所示．O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点．已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为g＝9.80m/s2，那么：图5－6－10(1)根据图上所得的数据，应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律；(2)从O点到(1)问中所取的点，重物重力势能的减少量ΔEp＝________J，动能增加量ΔEk＝________J(结果取三位有效数字)；(3)若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图象是图中的

6、________．【解析】　(1)因只能计算出B点的速度，故应取图中O点到B点来验证机械能守恒．(2)ΔEp＝mg·hOB＝1.00×9.80×0.1920J＝1.88JvB＝＝1.92m/s故ΔEk＝mv＝×1.00×(1.92)2J＝1.84J.(3)由机械能守恒定律可知，mgh＝mv2，故有＝gh，图象A正确．【答案】　(1)B　(2)1.88　1.84　(3)A5．利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，然后按如图5－6－11所示的方式，用垫块把导轨一端垫高H，滑块m上面装l＝3cm的挡光框，使它由轨道上端任一处滑下，测出它通过光电门G1和G2时的速度v1和v

7、2，就可以算出它由G1到G2这段过程中动能的增加量ΔEk＝m(v－v)，再算出重力势能的减少量ΔEp＝mgh，比较ΔEk与ΔEp的大小，便可验证机械能是否守恒．图5－6－11(1)滑块的速度v1、v2如何求出？滑块通过G1、G2时的高度差h如何求出？(2)若测得图中L＝1m，s＝0.5m，H＝20cm，m＝500g，滑块通过G1和G2的时间分别为5×10－2s和2×10－2s，当地重力加速度g＝9