2019版高考物理一轮复习 实验增分 专题6 验证机械能守恒定律对应演练

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1、实验六验证机械能守恒定律对应演练·迁移运用1.如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带夹子的重锤、天平.回答下列问题:(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有__AD__.(填入正确选项前的字母)A.刻度尺  B.秒表C.0~12V的直流电源  D.0~12V的交流电源(2)实验中误差产生的原因有__纸带和打点计时器之间有摩擦;用刻度尺测量长度时读数有误差__.(写出两个原因)解析 本实验需测量长度,但不需要计时,选项A正确,B错误;打点计时器需

2、要用交流电源,选项C错误,选项D正确.(2)摩擦和长度测量读数问题是产生误差的主要原因.2.小张同学准备做“验证机械能守恒定律”实验,小李同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验.(1)图甲中A、B、C、D、E表示部分实验器材,小张同学需要在图中选用的器材__AB__;小李同学需在图中选用的器材__BDE__.(用字母表示)(2)小李同学在实验室选齐所需器材后,经正确操作获得如图所示的两条纸带①和②.纸带__①__的加速度大(选填“①”或“②”),其加速度大小为__2.5_m/s2(2.3~2.7_m/s

3、2均可)__.解析 (1)要采用落体法做“验证机械能守恒定律”实验,需要下落的重物A和计时用的打点计时器B;要做“探究加速度与力、质量关系”实验,需要研究对象小车D,拉动小车的钩码E及计时用的打点计时器B.(2)纸带①的加速度大小为a1==m/s2=2.5m/s2,纸带②的加速度大小为a2==m/s2=1.25m/s2,因此纸带①的加速度大,大小为2.5m/s2.3.(2017·上海浦东模拟)用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒.m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对

4、纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.如图乙给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),所用电源的频率为50Hz,计数点间的距离如图乙所示.已知m1=50g、m2=150g,则:(结果均保留两位有效数字)(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5=__2.4__m/s;(2)在打下第0点到打下第5点的过程中系统动能的增量ΔEk=__0.58__J,系统重力势能的减少量ΔEp=__0.60__J;(取当地的重力加速度g=10m/s2)(3)若某同学作出v2-h

5、图象如图丙所示,则当地的重力加速度g=__9.7__m/s2.解析 (1)v5=m/s=2.4m/s,(2)ΔEk=(m1+m2)v-0≈0.58J,ΔEp=m2gh5-m1gh5=0.60J.(3)由(m2-m1)gh=(m1+m2)v2知=,即图线的斜率k==,解得g=9.7m/s2.4.利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验.①为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的__A__.A.动能变化量与势能变化量B.速度变化量与势能变化量C.速度变化量与高度变化量②除带夹子的重物、纸带、铁架台

6、(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是__AB__.A.交流电源 B.刻度尺C.天平(含砝码)③实验中,先接通电源,再释放重物,得到图乙所示的一条纸带.在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC.已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T.设重物的质量为m.从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量ΔEp=__-mghB__,动能变化量ΔEk=__m2__.④大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量

7、,原因是__C__.A.利用公式v=gt计算重物速度B.利用公式v=计算重物速度C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响D.没有采用多次实验取平均值的方法⑤某同学想用下述方法研究机械能是否守恒:在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点O的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘v2-h图象,并做如下判断:若图象是一条过原点的直线,则重物下落过程中机械能守恒.请你分析论证该同学的判断依据是否正确.解析 ①只需要比较重物下落过程中,任意两点间的动能变化量与势能变化量是否相等,即可验证机械能是否守恒,故选A.②打点计时器需

8、要接交流电源,故选A;还需要用刻度尺测量重物下落的高度,故还要选B.③从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能减少mghB,变化量为-mghB;打B点的速度vB=,动能Ek=,联立解得Ek=m2,故动能变化量ΔEk=Ek-0=m()2.④由于存在空气阻力和摩擦阻力的影响,导致重力势能的减少量大于动能的增加量,产生系统误差,多次实验取平均值无法消除系统误差,故选项C正确.⑤在重物下落h的过程中,若阻力

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