高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 實(shí)驗(yàn)六 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課時(shí)作業(yè)

《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 實(shí)驗(yàn)六 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課時(shí)作業(yè)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 實(shí)驗(yàn)六 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課時(shí)作業(yè)（7頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 實(shí)驗(yàn)六 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 一、單項(xiàng)選擇題 1．(2016江西余江一中二模)在高中物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，下列說法中正確的是(　　) A．在“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)中，通過改變橡皮筋的長度來改變拉力做功的數(shù)值 B．在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，采用的科學(xué)方法是等效替代法 C．在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，可用直尺直接測量彈簧的伸長量 D．在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，常常采用圖象法可以減小系統(tǒng)誤差 解析：我們用橡皮筋拉動(dòng)小車的方法來探究橡皮筋的拉力對小車所做的功與小車速度變化的關(guān)系時(shí)，每次保持橡皮筋的形變量一定，當(dāng)有n根相同橡皮筋并系在小車上時(shí)，n根相同橡皮筋對小車做的功就等于系一

2、根橡皮筋時(shí)對小車做的功的n倍，所以每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長度必須要保持一致，故A錯(cuò)誤；在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，采用的科學(xué)方法是等效替代法：兩個(gè)分力與合力的效果是相同的，故B正確；為了減小誤差，應(yīng)測量彈簧的總長度，不能直接測量伸長量，故C錯(cuò)誤；圖象法只能減小因測量而產(chǎn)生的偶然誤差，不能減小系統(tǒng)誤差，故D錯(cuò)誤． 答案：B 2．(2017吉大附中模擬)如圖所示為游樂場中過山車的一段軌道，P點(diǎn)是這段軌道的最高點(diǎn)，A、B、C三處是過山車的車頭、中點(diǎn)和車尾．假設(shè)這段軌道是圓軌道，各節(jié)車廂的質(zhì)量相等，過山車在運(yùn)行過程中不受牽引力，所受阻力可忽略．那么過山車在通過P點(diǎn)的過程中，下列說法正確的

3、是(　　) A．車頭A通過P點(diǎn)時(shí)的速度最小 B．車的中點(diǎn)B通過P點(diǎn)時(shí)的速度最小 C．車尾C通過P點(diǎn)時(shí)的速度最小 D．A、B、C通過P點(diǎn)時(shí)的速度一樣大 解析：過山車在運(yùn)動(dòng)過程中，受到重力和軌道支持力作用，只有重力做功，機(jī)械能守恒，動(dòng)能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化，則當(dāng)重力勢能最大時(shí)，過山車的動(dòng)能最小，即速度最小，根據(jù)題意可知，車的中點(diǎn)B通過P點(diǎn)時(shí)，重心的位置最高，重力勢能最大，則動(dòng)能最小，速度最小，故選B. 答案：B 3．(2017山東師范大學(xué)附屬中學(xué)模擬)一小球從地面上以某一初速度豎直向上拋出，運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力大小與速率成正比，在上升過程中，下列能正確反映小球的機(jī)械能E隨上升高度h

4、的變化規(guī)律(選地面為零勢能參考平面)的是(　　) 解析：小球運(yùn)動(dòng)過程中阻力做負(fù)功，根據(jù)能量守恒定律可得：E＝E0－fh＝E0－kvh，E-h圖象的斜率表示阻力，因?yàn)樗俣仍跍p小，所以阻力在減小，故圖象的斜率減小，C正確． 答案：C 4．(2017江蘇如東高級(jí)中學(xué)期中)如圖甲所示，豎直放置的輕彈簧一端固定在水平地面上，一小球放在輕彈簧的上端而不拴連，從靜止開始向上運(yùn)動(dòng)的過程中，規(guī)定運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)為重力勢能的零點(diǎn)，小球機(jī)械能E隨其位移大小x的變化規(guī)律如圖乙所示，且曲線與平行于x軸的直線相切，則下列說法中正確的是(　　) A．小球在0～x1這段位移上加速度一直減小 B．小球在0～x1這段

5、位移上加速度先減小后變大 C．小球在x1～x2這段位移上先加速后減速運(yùn)動(dòng) D．上升過程中，彈簧對小球做的功為E0 解析：小球在0～x1這段位移上，彈簧對小球有向上的彈力，彈力先大于重力，后小于重力．彈力不斷減小，則小球所受的合力先減小后增大，加速度先減小后增大，故A錯(cuò)誤，B正確；小球在x1～x2這段位移上，小球離開彈簧后做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，先向上減速后向下加速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；上升過程中，根據(jù)功能原理可知，彈簧對小球做的功等于小球機(jī)械能的增加量，彈簧對小球做的功為E0，故D錯(cuò)誤． 答案：B 5.(2017黑龍江哈爾濱六中期中)如圖所示，物體A的質(zhì)量為M，圓環(huán)B的質(zhì)量為m，通過繩子連接在一起

6、，圓環(huán)套在光滑的豎直桿上，開始時(shí)連接圓環(huán)的繩子處于水平，長度l＝4 m，現(xiàn)從靜止釋放圓環(huán)．不計(jì)定滑輪和空氣的阻力，g取10 m/s2，若圓環(huán)下降h＝3 m時(shí)的速度v＝5 m/s，則A和B的質(zhì)量關(guān)系為(　　) A.＝　　　　　　　 B.＝ C.＝ D.＝ 解析：下降3 m后圓環(huán)的速度可以按如圖所示分解，故可得vA＝vcos θ＝，A、B和繩子看成一個(gè)整體，整體只有重力做功，機(jī)械能守恒，當(dāng)圓環(huán)下降h＝3 m時(shí)，根據(jù)機(jī)械能守恒可得mgh＝MghA＋mv2＋MvA2，其中hA＝－l，聯(lián)立可得＝，故A正確． 答案：A 二、多項(xiàng)選擇題 6.(2016廣東韶關(guān)模擬)一輕質(zhì)彈簧，固定于天花板上的

7、O點(diǎn)處，原長為L，如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物塊從A點(diǎn)豎直向上拋出，以速度v與彈簧在B點(diǎn)相接觸，然后向上壓縮彈簧，到C點(diǎn)時(shí)物塊速度為零，在此過程中無機(jī)械能損失，則下列說法正確的是(　　) A．由A到C的過程中，動(dòng)能和重力勢能之和保持不變 B．由B到C的過程中，彈性勢能和動(dòng)能之和逐漸減小 C．由A到C的過程中，物塊m的機(jī)械能守恒 D．由B到C的過程中，物塊與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 解析：對物塊由A到C的過程中，除重力做功外還有彈簧彈力做功，物塊機(jī)械能不守恒，A、C錯(cuò)誤；對物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即重力勢能、彈性勢能和動(dòng)能之和不變，上升過程中，重力勢能增加，故彈性勢能和動(dòng)能之和逐

8、漸減小，B、D正確． 答案：BD 7.(2017山東東營一中質(zhì)檢)如圖，豎直環(huán)A半徑為r，固定在木板B上，木板B放在水平地面上，B的左右兩側(cè)各有一擋板固定在地上，B不能左右運(yùn)動(dòng)，在環(huán)的最低點(diǎn)靜放有一小球C，A、B、C的質(zhì)量均為m.給小球一水平向右的瞬時(shí)速度v，小球會(huì)在環(huán)內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，為保證小球能通過環(huán)的最高點(diǎn)，且不會(huì)使環(huán)在豎直方向上跳起(不計(jì)小球與環(huán)的摩擦阻力)，瞬時(shí)速度v必須滿足(　　) A．最小值 B．最大值 C．最小值 D．最大值 解析：小球在最高點(diǎn)，速度最小時(shí)有mg＝m，解得v1＝.根據(jù)機(jī)械能守恒定律有2mgr＋mv12＝mv′12，解得v′1＝.小球在最高點(diǎn)，速度最大

9、時(shí)有mg＋2mg＝m，解得v2＝.根據(jù)機(jī)械能守恒定律有2mgr＋mv22＝mv′22，解得v′2＝.所以保證小球能通過環(huán)的最高點(diǎn)，且不會(huì)使環(huán)在豎直方向上跳起，最低點(diǎn)的速度范圍為：≤v≤，故C、D正確，A、B錯(cuò)誤． 答案：CD 8.(2016廣東廣州模擬)如圖，不計(jì)空氣阻力，從O點(diǎn)水平拋出的小球抵達(dá)光滑斜面上端P處時(shí)，速度方向恰好沿著斜面方向，然后緊貼斜面PQ做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．下列說法正確的是(　　) A．小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小比平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的大 B．小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小比平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的小 C．撤去斜面，小球仍從O點(diǎn)以相同速度水平拋出，落地速率將不變 D．撤去斜面，小球仍從

10、O點(diǎn)以相同速度水平拋出，落地時(shí)間將不變 解析：小球在抵達(dá)斜面之前做平拋運(yùn)動(dòng)，加速度為g，在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律得加速度為a＝＝gsin α(α是斜面的傾角)，可知小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小比平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的小，故A錯(cuò)誤，B正確．整個(gè)過程中小球的機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得mgh＋mv02＝mv2，則落地時(shí)速率v＝，若撤去斜面，小球仍從O點(diǎn)以相同速度水平拋出，落地速率將不變，故C正確．比較小球在斜面上與空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，由于小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度為a＝gsin α，豎直分加速度為a⊥＝asin α＝gsin2α＜g，則知撤去斜面后，落地時(shí)間變短，故D錯(cuò)誤． 答案：BC 三、非選擇題

11、 9．(2017四川成都七中期中考試)如圖甲所示，跨過定滑輪的細(xì)線兩端系著質(zhì)量均為M的物塊A、B，A下端與通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，B上放置一質(zhì)量為m的金屬片C，固定的金屬圓環(huán)D處在B的正下方，系統(tǒng)靜止時(shí)C、D間的高度差為h.先接通電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，再由靜止釋放B，系統(tǒng)開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)B穿過圓環(huán)D時(shí)C被D阻擋而停止． (1)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖乙所示，其中每相鄰兩點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz.由此可計(jì)算出C被阻擋前B的加速度大小a＝________ m/s2；B剛穿過D時(shí)的速度大小v＝________ m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)． (2)

12、若用該裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，則需驗(yàn)證等式________是否成立．還可運(yùn)用圖象法加以驗(yàn)證：改變物塊B的釋放位置，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，記錄每次C、D間的高度差h，并求出B剛穿過D時(shí)的速度v，作出v2-h圖線如圖丙所示，根據(jù)圖線得出重力加速度的表達(dá)式g＝________，代入數(shù)據(jù)再與當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮”容^，判斷系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒(均用題中物理量的字母表示)． (3)在不增加實(shí)驗(yàn)器材的情況下，請?zhí)岢鰷p小實(shí)驗(yàn)誤差的一個(gè)辦法：________. 解析：(1)根據(jù)Δx＝aT2，運(yùn)用逐差法得，a＝＝ m/s2＝4.8 m/s2. B剛穿過D時(shí)的速度大小v＝m/s≈2.6 m/s. (2)系統(tǒng)重力勢能的

13、減少量ΔEp＝mgh，系統(tǒng)動(dòng)能的增加量ΔEk＝(2M＋m)v2，則需驗(yàn)證mgh＝(2M＋m)v2. 根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒得，mgh＝(2M＋m)v2，解得g＝. (3)減小誤差的方法：適當(dāng)增加C、D間的高度差；適當(dāng)增加金屬片C的質(zhì)量；保證打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔在同一豎直線上． 答案：(1)4.8　2.6　(2)mgh＝(2M＋m)v2　　(3)適當(dāng)增大C、D間的高度差　適當(dāng)增加金屬片C的質(zhì)量　保證打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔在同一豎直線上 10．(2017甘肅蘭州質(zhì)檢)如圖所示，豎直平面內(nèi)固定著由兩個(gè)半徑為R的四分之一圓弧構(gòu)成的細(xì)管道ABC，圓心連線O1O2水平．輕彈簧左端固定在豎直擋板上，右端靠著質(zhì)

14、量為m的小球(小球的直徑略小于管道內(nèi)徑)，長為R的薄板DE置于水平面上，板的左端D到管道右端C的水平距離為R.開始時(shí)彈簧處于鎖定狀態(tài)，具有一定的彈性勢能，重力加速度為g.解除鎖定，小球離開彈簧后進(jìn)入管道，最后從C點(diǎn)拋出(不計(jì)小球與水平面和細(xì)管的摩擦)． (1)若小球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)對軌道外側(cè)的彈力的大小為mg，求彈簧鎖定時(shí)具有的彈性勢能Ep； (2)試通過計(jì)算判斷小球能否落在薄板DE上． 解析：(1)解除彈簧鎖定后小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程，彈簧和小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，設(shè)小球到達(dá)C點(diǎn)的速度大小為v1，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得： Ep＝2mgR＋mv12. 小球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)所受的彈力的大小為mg，方

15、向向下，根據(jù)向心力公式得mg＋mg＝m，解得Ep＝3mgR. (2)小球離開C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：2R＝gt2，x＝v1t，解得x＝2R＞2R，所以小球不能落在薄板DE上． 答案：(1)3mgR　(2)不能 11.(2016四川內(nèi)江三模)為了緩解城市交通擁堵問題，某市交通部門在禁止行人步行的十字路口增設(shè)了長度為12 m的“直行待行區(qū)”．如圖所示，當(dāng)其他車道的車輛右轉(zhuǎn)時(shí)，直行道上的車輛可以提前進(jìn)入“直行待行區(qū)”；當(dāng)直行綠燈亮起時(shí)，可從“直行待行區(qū)”直行通過十字路口．如果該路段的限速為60 km/h，從提示進(jìn)入“直行待行區(qū)”到直行綠燈亮起的時(shí)間為4 s，現(xiàn)某汽車司機(jī)駕駛質(zhì)量為

16、1.5 t的小汽車，汽車的額定功率為63 kW，汽車的前端剛好停在停車線處，當(dāng)司機(jī)看到上述提示時(shí)，立即由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)汽車的前端運(yùn)動(dòng)到“直行待行區(qū)”的前段線時(shí)，正好直行的綠燈亮起，司機(jī)保持該加速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到額定功率后保持功率不變．汽車在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力為車重的0.2倍，重力加速度g取10 m/s2，則： (1)在前4 s時(shí)間內(nèi)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功是多少？ (2)從開始運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)，經(jīng)過12 s達(dá)到該路段限速，汽車經(jīng)過的總位移是多少？(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 解析：(1)在這段時(shí)間內(nèi)，汽車前進(jìn)的位移為x＝at2， 汽車的加速度為a＝＝1.5 m/s2， 汽車受到的阻力f＝km

17、g＝3103 N， 根據(jù)牛頓第二定律有F－f＝ma， 牽引力做功WF＝Fx， 由以上兩式得WF＝6.3104 J. (2)設(shè)汽車達(dá)到額定功率時(shí)的速度為v′，時(shí)間為t′，位移為x1，則P額＝Fv′， v′＝at′，x1＝at′2. 設(shè)汽車以額定功率行駛的位移為x2，根據(jù)動(dòng)能定理有 P額(t－t′)－fx2＝mv2－mv′2， 由以上各式解得x1＝48 m，x2＝50.6 m. 汽車經(jīng)過的位移x＝x1＋x2＝98.6 m. 答案：(1)6.3104 J　(2)98.6 m 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375