高考物理母题解读（六） 机械能12.doc

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1、高考母题解读高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，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，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上

2、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，用d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；（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝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________。若在运动过程中机械能守恒，与s的关系式为=________.(2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示

3、：12345s（m）0.6000.8001.0001.2001.400t（ms）8.227.176.445.855.43（104s-2）1.481．982.412.923.39以s为横坐标，为纵坐标，在答题卡上对应图2乙8图2乙位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k=______×104m-1·s-2(保留3位有效数字).由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出-s直线的斜率k0，将k和k0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。【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

4、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】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将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于lm，将导轨调至水平；②用游标卡尺测量挡光条的宽度l，结果如图3乙所示，由此读出l=________mm；③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s=__________m；④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2；⑤从数字计时器（图7甲中未画出）上分

5、别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间△t1和△t2；⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。8(2)用表示直接测量量的字母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v1=__________和v2=________。②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1=___________和Ek2=__________。③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少△Ep=__________(重力加速度为)。(3)如果△Ep=______________，

6、则可认为验证了机械能守恒定律。【点评】此题涉及的插件主要有游标卡尺、刻度尺、打点计时器和纸带等。此题考查游标卡尺和刻度尺读数、瞬时速度、动能、验证机械能守恒定律等。hHs2.（2008江苏物理第11题）某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．弧形轨道末端水平，离地面的高度为H．将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s．⑴若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2＝　　　　　　（用H、h表示）．8⑵该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：h（10－1m）2.003.004.005.006.00s2（10－1m2）2.623.89

7、5.206.537.78请在坐标纸上作出s2－h关系图．⑶对比实验结果与理论计算得到的s2－h关系图线（图中已画出），自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率（填“小于”或“大于”）理论值．⑷从s2－h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是．3（2008全国理综卷第22题Ⅰ）.如图所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1＞m2，现要利用此装置验证机械能守恒定律.（1）若选定物块A从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有（在答题卡上对应区域填入选项前的编号）