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《高考真题探究（六）机械能12》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、高考母题解读高考题「变万化，但万变不离其宗。「变万化的新颖高考题都可以看作是母题衍牛而來。研究高考母题,掌握母题解法规律，使学牛触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。母题12、验证机械能守恒定律实验【解法归纳】通过实验测出减小的重力势能和增加的动能，若二者相等，则机械能守恒定律得到验证。典例.（2011海南物理卷14题）现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图2甲所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M,左端市跨过轻质光滑定滑轮的细细与一质量为m的祛码相连
2、；遮光片两条长边与导轨导轨上B点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t,J
3、Jd表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点的距离，将遮光片•通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度…用g表示重力加速度。完成下列填空和作图；圏2中（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程屮，滑块、遮光片与祛码组成的系统重力势能的减小量可表示为。动能的增加量可表示为o若在运动过程中机械能守恒，丄与s■2的关系式为丄二・/2（2）多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（
4、A点）下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：12345s(m)0.6000.8001.0001.2001.400t(ms)&227.176.445.855.431(lO's'2)t21.481.982.412.923.39以s为横坐标，+为纵坐标，在答题卡上对应图2乙位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据直线，求得该直线的斜率k=XlO1m1・s2（保留35个数据点作位有效数字）.斜率也将&a由测得的力、d、K和/〃数值可以计算出丄-s直线的和❻进行比较，若其差值在实验允许的范围内，则可认为此实验验证了机械能守恒定律。【解析
5、】：此题考查用气垫导轨验证机械能守恒定律实验。（1）设倾斜的气垫导轨倾角为Q,则有sra=h/df滑块、遮光片重力势能的减小量为Mgssi门a,確码重力势能的增加量为mgs,滑块、遮光片与確码组成的系统重力势能的减小量为Mgssra-mgs=Mgsh/d-mgs={Mh/d-m'igs.c,滑块通过B点时速度v=b/tf动能的增加量为-mv2=-mb%2。若在运动过程中机械能守叵贝（Mh/d-m）gs=-mb2/^^2与s的关系式为2r_1)gsodmj_二2/皿rbz（2）根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k=2.49
6、“0怙"J17,/L【答案】⑴（M”d・m）gs-mb2/^二（二^-l）gs（2）2.49♦x川"【点评】机械能守恒定律是力学重要定律，可以设计多种实验验证机械能守恒定律，验证机械能守恒定律实验成为高考考查的热点和重点。高考中的验证机械能守恒定律的设计性实验难度中等。【针对训练题精选解析】图3甲1.（2010高考海南物理）利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图3甲所示：（1）实验步骤：①将气热导轨放在水平桌而上，桌而高度不低于1m,将导轨调至水平；②用游标卡尺测量扌当光条的宽度/，结果如图3乙所示，由此读岀/己mm；
7、③由导轨标尺读出两光电门中心Z间的距离s=m；④将滑块移至光电门1左侧某处，待祛码静止不动时，释放滑块，要求祛码落地前描光条已通过光电门2；⑤从数字计吋器（图7甲中未画出）上分别读出扌当光条通过光电门1和光电门2所用的吋间和△如⑥用天平称出滑块和扌当光条的总质量再称出托盘和祛码的总质量zz/o011111123111111111I111111111i1111L主尺
8、1**'11((1牡亠一01020游标图3乙（2）用表示直接测量量的字付写出下列所示物理量的表达式:•①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为沪和血二②当滑块通过光电
9、门1和光电门2吋•，系统（包括滑块、挡光条、托盘和祛码）的总动能分别为反.—和伐2二o③石滑块从光电门1运刼到光电门2的过程中，系统势能的减少△劣二（重力加速度为g）。⑶如果△丘二,则可认为验证了机械能守恒定律。【解析】根据游标卡尺读数规则，挡光条的宽度/=9.00mm+0.5X6mm=9.30mm；两光电门中心之间的距离s=80.30cm-20.30cm=60.00cm；由于挡光条宽度很小，因此将挡光条通过光电门时的平均速度当作瞬时速度。滑块通过光电门1时瞬时速度为,通过光电门2时瞬时速度为巾二丄。由动能定义式可知,氐二丄（M+
10、讪丄几—）2o滑块从光电门1运动到光电门2的过程2V2*中，系统势能的减少厶Fp=mgso【答案】⑴②9.30③60.00⑵①一，—②丄（M+讪丄尸，丄（M+讪丄尸③mgs乂2M2【点评】(3)且2・fki此题涉及的插件主要有游标卡尺
