高考物理 实验验证机械能守恒定律练习

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1、实验验证机械能守恒定律1．(9分)在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中需要用工具测量的有(　　)；通过计算得到的有(　　)A．重锤的质量B．重力加速度C．重锤下落的高度D．与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度【解析】　重锤下落的高度从纸带上用毫米刻度尺测量．某点速度由公式vn＝或vn＝算出．【答案】　C　D2．(9分)在验证机械能守恒定律的实验中有关重锤质量，下列说法中正确的是(　　)A．应选用密度和质量较大的重锤，使重锤和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力B．应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些，下落时更接近

2、于自由落体运动C．不需要称量锤的质量D．必须称量重锤的质量，而且要估读到0.01g【解析】　本实验依据的原理是重锤自由下落验证机械能守恒定律，因此重锤的密度和质量应取得大一些，以便系统所受的阻力和重锤的重力相比可以忽略不计，以保证重锤做自由落体运动．本实验不需要测出重锤的质量，实验只需要验证gh＝v2就行了．【答案】　AC3．(11分)(2009·深圳调研)某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如图所示，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．所用的XDS—007

3、光电门传感器可测的最短时间为0.01ms.将挡光效果好、宽度为d＝3.8×10－3m的黑色磁带贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门．某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间Δti与图中所示的高度差Δhi并对部分数据进行处理，结果如下表所示．(取g＝9.8m/s2，注：表格中M为直尺质量)Δti(10－3s)vi＝(m·s－1)ΔEki＝Mv－MvΔhi(m)MgΔhi11.213.1421.153.300.52M0.060.58M31.003.782.29M0.232.25M40.954.003.17

4、M0.323.14M50.900.415用心爱心专心(1)从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用vi＝求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是________．(2)请将表格中数据填写完整．(3)通过实验得出的结论是________________．(4)根据该实验请你判断下列ΔEk—Δh图象中正确的是(　　)【解析】　(1)因瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度．(4)因为ΔEp＝mg·Δh，ΔEp＝ΔEk，所以ΔEk＝mg·Δh，所以正确答案为C.【答案】　(1)瞬时速度等于极短时间或极短位移内

5、的平均速度　(2)4.22　3.97M或4.00M　4.01M或4.02M　(3)在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量　(4)C4．(11分)在利用电磁打点计时器(电磁打点计时器所用电源频率为50Hz)“验证机械能守恒定律”的实验中：(1)某同学用如图所示装置进行实验，得到如图所示的纸带，把第一个点(初速度为零)记作O点，测出点O、A间的距离为68.97cm，点A、C间的距离为15.24cm，点C、E间的距离为16.76cm，已知当地重力加速度为9.8m/s2，重锤的质量为m＝1.0kg，则打点计时器在打

6、O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为________J，重力势能的减少量为________J.(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a＝________m/s2.(3)在实验中发现，重锤减少的重力势能总大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力的作用，用题目中给出的已知量求重锤下落过程中受到的平均阻力大小为________N.【解析】　本题主要考查“验证机械能守恒定律”这个实验的基本原理和应用，并且综合了牛顿第二定律．(1)C点速度vC＝＝m/s＝4.00m/s该过程动能的增加量

7、ΔEk＝mv＝×1.0×(4.00)2J＝8.00J该过程重力势能的减少量为ΔEp＝mg·＝1.0×9.8×(68.97＋15.24)×10－2J＝8.25J.(2)加速度a＝＝m/s2＝9.50m/s2.(3)由牛顿第二定律得mg－Ff＝ma即Ff＝mg－ma＝0.30N.【答案】　(1)8.00　8.25　(2)9.50　(3)0.305．(11分)利于如图所示的装置验证机械能守恒定律．图中AB是固定的光滑斜面，5用心爱心专心斜面的倾角为30°，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，当光电门中有物体通过时与它们连

8、线的光电计时器(都没有画出)能够显示挡光时间．让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10－2s、2.00×10－2s.已知滑块质量为2.00kg，滑块沿斜面方向的长度为5.00cm，光电门1和2之间的距离为0.54m，g取9.80m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平