（新课标）2016版高考物理大一轮复习 第五章 第6讲 实验六 验证机械能守恒定律练习

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1、【3年高考】（新课标）2016版高考物理大一轮复习第五章第6讲实验六验证机械能守恒定律练习1.[2014广东理综,34(2),10分]某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(a),将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加砝码,测得相应的弹簧长度,部分数据如下表,由数据算得劲度系数k=　　　　N/m。(g取9.8m/s2) 砝码质量(g)50100150弹簧长度(cm)8.627.636.66　　②取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图(b)所示;调整导轨,当滑块自由滑动

2、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　　　　。 ④重复③中的操作,得到v与x的关系如图(c)。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。 2.[2013重庆理综,6(1),6分]我国舰载飞机在“辽宁舰”上成功着舰后,某课外活动小组对舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感兴趣。他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水,制作了如图所示的装置,准备定量研究

3、钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系。要达到实验目的,需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的　　　　　和在橡皮条阻拦下前进的距离,还必须增加的一种实验器材是　　　　　。忽略钢球所受的摩擦力和空气阻力,重力加速度已知,根据　　　　　定律(定理),可得到钢球被阻拦前的速率。 3.(2013课标Ⅱ,22,8分)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(a)所示。向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由

4、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。图(a)回答下列问题:(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g。为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的　　　　(填正确答案标号)。 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ΔxE.弹簧原长l0(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek,得Ek=　　　　。 (3)图(b)中的直线是实验测量得到的s-Δx图线。从理论上可推出,如果h不变,m

5、增加,s-Δx图线的斜率会　　　　(填“增大”、“减小”或“不变”);如果m不变,h增加,s-Δx图线的斜率会　　　　(填“增大”、“减小”或“不变”)。由图(b)中给出的直线关系和Ek的表达式可知,Ep与Δx的　　　　次方成正比。 图(b)1.答案　①49.5~50.5　②相等　③滑块的动能　④正比　x2(每空2分)解析　①由f=kx得Δf=k·Δx,代入表中数据可得出k值。②滑块滑行过程中无摩擦阻力,自由滑动时导轨已调整到水平状态,故滑块此时匀速运动。③当不考虑空气阻力、摩擦等因素且导轨又调到水平状态时,释放滑块的

6、过程中只涉及弹性势能与滑块的动能,即能量只在这两种形式的能量之间转化。④v-x图线是过原点的直线,故v∝x。因Ep=Ek=mv2∝v2∝x2,故Ep∝x2。2.答案　高度(距水平木板的高度)　刻度尺　机械能守恒(动能)解析　忽略了摩擦力和空气阻力,钢球在沿斜面下滑过程中机械能守恒:mgh=mv2,可得v=,因g是已知的,故若测量钢球被阻拦前的速率即运动到水平木板上时的速率,需测量钢球释放时的高度h。而测量钢球下降的高度及在橡皮条阻拦下前进的距离,都需要测量工具——刻度尺。3.答案　(1)ABC(3分。选对但不全的给1分

7、,有选错的,不给这3分)(2)(2分)(3)减小　增大　2(3分。每空1分)解析　弹簧被压缩后的弹性势能等于小球抛出时的动能,即Ep=Ek=m。小球离开桌面后做平抛运动,由平抛运动规律,水平位移s=v0t,竖直高度h=gt2,得v0=s,动能Ek=m=,因此A、B、C正确。弹簧的弹性势能Ep=,由理论推导可知Ep=k(Δx)2即k(Δx)2=,s=·Δx,因此当h不变时,m增加,其斜率减小,当m不变时,h增加其斜率增大,由图线知s∝Δx,由Ek表达式知Ek∝s2,则由Ep=Ek知Ep∝(Δx)2,即Ep与Δx的二次方成

8、正比。