2019-2020年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 第6講 實驗六 驗證機械能守恒定律模擬檢測.doc

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2019-2020年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 第6講 實驗六 驗證機械能守恒定律模擬檢測 1．(xx年增城調(diào)研)利用如圖5－6－7所示裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗． 圖5－6－7 (1)除打點計時器(含紙帶、復(fù)寫紙)、交流電源、鐵架臺、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的器材中，必須使用的還有________．(選填字母) A．大小合適的鐵質(zhì)重錘 B．體積較大的木質(zhì)重錘 C．刻度尺 D．游標卡尺 E．秒表 (2)圖5－6－8是實驗中得到的一條紙帶．在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC． 重錘質(zhì)量用m表示，已知當?shù)刂亓铀俣葹間，打點計時器打點的周期為T.從打下O點到打下B點的過程中，重錘重力勢能的減少量|ΔEp|＝________，動能的增加量ΔEk＝________. 圖5－6－8 (3)實驗結(jié)果總是重力勢能的減少量略大于動能的增加量，對于這個誤差產(chǎn)生的主要原因是________________________________． (4)某同學(xué)在紙帶上選取計數(shù)點后，測量它們到起始點O的距離h，并計算出打相應(yīng)計數(shù)點時重錘的速度v，通過描繪v2－h(huán)圖象去研究機械能是否守恒．若實驗中重錘所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不變，從理論上分析，合理的v2－h(huán)圖象是(　　) 　　　　　　 A 　　　　　B　　　　　　C 　　　　 D 【答案】(1)AC　(2)mghB　　(3)空氣阻力作用　(4)A 【解析】(1)實驗中為了減小阻力的影響，重錘選擇合適的鐵質(zhì)重錘．需要測量某點的瞬時速度，則需測量點跡間的距離，所以還需刻度尺．打點計時器就是記錄時間的器材，所以不需要秒表，實驗中不需要游標卡尺．故選A、C． (2)B點的瞬時速度為：vB＝＝， 則動能的增加量為：ΔEk＝mv＝m2＝. 重錘重力勢能的減少量為：|ΔEp|＝mghB． (3)實驗結(jié)果總是重力勢能的減少量略大于動能的增加量，對于這個誤差產(chǎn)生的主要原因是由于空氣阻力作用． (4)若實驗中重錘所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不變，根據(jù)動能定理，則有mgh－fh＝mv2，解得v2＝h，可知v2－h(huán)圖線是一條過原點的傾斜直線．故選A． 2．(xx年珠海調(diào)研)為驗證機械能守恒定律，某同學(xué)在墻上固定一豎直標尺，讓小鋼球在標尺附近無初速度釋放，并啟動數(shù)碼相機的連拍功能，得到了如圖5－6－9所示的照片．已知相機連拍頻率為10張/秒，標尺的單位為cm，當?shù)刂亓铀俾蕿?.8 m/s2. (1)為獲得鋼球在B位置的動能，需要求得經(jīng)B位置時的速度vB．下列求法中正確的是________(填序號)，其中T為連拍相鄰兩張照片的時間間隔． 圖5－6－9 A．vB＝gT　　　　　　　　B．vB＝　　　　　　　C．vB＝ (2)運用正確的方法可得鋼球在D位置的速率vD＝________m/s.(取3位有效數(shù)字) (3)若要驗證鋼球在B、D兩點的機械能是否相等，除測定vB、vD外還需測量的物理量及符號是___________________________________；需驗證的等式是________________．造成本實驗產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是________________________． 【答案】(1)C　(2)3.88～3.94　 (3)BD間的高度差hBD(或BD間距離)　v－v＝ghBD　空氣阻力做功(或有空氣阻力) 3．(xx年海南卷)某同學(xué)用圖5－6－10甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，當?shù)刂亓铀俣葹間＝9.80 m/s2.實驗中該同學(xué)得到的一條點跡清晰的完整紙帶如圖5－6－10乙所示．紙帶上的第一個點記為O，另選連續(xù)的三個點A、B、C進行測量，圖中給出了這3個點到O點的距離hA、hB和hC的值．回答下列問題(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)： 甲　　　　　 　　　 乙　　　 圖5－6－10 (1)打點計時器打B點時，重物速度的大小vB＝______m/s； (2)通過分析該同學(xué)測量的實驗數(shù)據(jù)，他的實驗結(jié)果是否驗證了機械能守恒定律？簡要說明分析的依據(jù)． 【答案】(1)3.90　(2)驗證了機械能守恒定律，因為在誤差范圍內(nèi)，重力勢能減少量等于動能增加量． 【解析】(1)重物速度的大小vB＝＝ m/s＝3.90 m/s； (2)設(shè)重物質(zhì)量為m，OB對應(yīng)的下落過程中，重力勢能減少量為ΔEp減＝mghB＝7.70m，動能增加量為ΔEk增＝mv＝7.61m，在誤差允許范圍內(nèi)，可以認為相等，因此驗證了機械能守恒定律．