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1、1【金版教程金版教程】2015】2015 届高考物理大一轮总复习届高考物理大一轮总复习 高考模拟提能训高考模拟提能训 专题专题实验六实验六 验证机械能守恒定律（含解析）验证机械能守恒定律（含解析）1.2010四川高考有 4 条用打点计时器(所用交流电频率为 50 Hz)打出的纸带A、B、C、D，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的为找出该纸带，某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的 4 个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为s1、s2、s3.请你根据下列s1、s2、s3的测量结果确定该纸带为_(已知当地的重力加速度为 9.791 m/s2)A61.0 mm 65.8 mm 70.
2、7 mmB41.2 mm 45.1 mm 53.0 mmC49.6 mm 53.5 mm 57.3 mmD60.5 mm 61.0 mm 60.6 mm解析：验证机械能守恒采用重物的自由落体运动实现，所以相邻的 0.02 s 内的位移增加量为 sgT29.7910.022 m3.9 mm.答案：C22010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所示：(1)实验步骤：将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于 1 m，将导轨调至水平用游标卡尺测量挡光条的宽度l，结果如图所示，由此读出l_mm.由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s_cm.将滑块移至光电门 1 左侧某处，待砝码静
3、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.从数字计时器(图中未画出)上分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.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.(2)用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式：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_.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g)(3)如果 Ep_，则可认为验证了机械能守恒定律解析：由于挡光
4、条宽度很小，可将挡光条通过光电门时的平均速度视为瞬时速度答案：(1)9.30 60.00(59.9660.04)(2) (Mm)()2l t1l t21 2l t1(Mm)()2 mgs (3)Ek2Ek11 2l t232008江苏高考某同学利用如图甲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.(1)若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2_(用H、h表示)(2)该同学经实验测量得到一组数据，如表所示：h/101m2.003.004.005.006.00s2/101m22.623.895.20
5、6.537.78请在坐标纸上作出s2h关系图(3)对比实验结果与理论计算得到的s2h关系图线(图乙中已画出)，自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率_(选填“小于”或“大于”)理论值(4)从s2h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率与理论值偏差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是_3解析：(1)由机械能守恒有：mghmv21 2由平抛运动规律svt、Hgt21 2得：s24Hh.(2)根据表中数据描出s2h关系如图所示(3)由图看出在相同h下，水平位移s值比理论值要小，由svtv，说明水平抛2H g出的速率比理论值小(4)水平抛出的速率偏小，说明有机械能损失，可能因为摩擦或在下落过程中钢
6、球发生转动答案：(1)4Hh (2)见解析图 (3)小于 (4)摩擦或转动(回答一个即可)42013江苏扬州期中调研图甲是验证机械能守恒定律的实验小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定，将轻绳拉至水平后由静止释放在最低点附近放置一组光电门，测出小圆柱运动到最低点的挡光时间 t，再用游标卡尺测出小圆柱的直径d，如图乙所示，重力加速度为g，则(1)小圆柱的直径d_cm.(2)测出悬点到圆柱重心的距离l，若等式gl_成立，说明小圆柱下摆过程中机械能守恒(3)若在悬点O安装一个拉力传感器，测出绳子上的拉力F，则要验证小圆柱在最低点的向心力公式还需要测量的物理量是_(用文字和字母表示)若等式F_
7、成立，则可验证小圆柱在最低点的向心力公式解析：(1)小圆柱的直径d1.0 cm20.1 mm1.02 cm4(2)根据机械能守恒定律得：mglmv2，所以只需验证glv2 ()2，就说明小1 21 21 2d t圆柱下摆过程中机械能守恒(3)若测量出小圆柱的质量m，则在最低点由牛顿第二定律得Fmgm，若等式v2 lFmgm成立，则可验证小圆柱在最低点的向心力公式d2 lt2答案：(1)1.02 (2) ()2 (3)小圆柱的质量m mgm1 2d td2 lt252013山东济宁一模在验证机械能守恒的实验中，某同学利用图甲中器材进行实验，正确地完成实验操作后，得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示
8、在实验数据处理中，某同学取A、B两点来验证实验已知打点计时器每隔 0.02 s 打一个点，图中测量结果记录在下面的表格中项目x1/cmA点瞬时速度/(ms1)x2/cmB点瞬时速度/(ms1)AB两点间距离/cm数据3.920.9812.8050.00(1)观察纸带，可知连接重物的夹子应夹在纸带的_端(选填“左”或“右”)；(2)将表格中未填项目填写完整；(3)若重物和夹子的总质量为 0.6 kg，那么在AB运动过程中，动能的增加量为_J，重力势能减少量为_J.解析：(1)重物刚开始运动，速度较小，点迹比较密集，故夹子应夹在纸带的左端；(2)vB3.20 m/s；x2 2T(3)在AB运动过程
9、中，动能增加量为 Ekmvmv2.78 J，重力势能减少量1 22B1 22AEpmghAB2.94 J.答案：(1)左 (2)3.20 (3)2.78 2.9462013安徽涡阳四中月考某研究性学习小组用如图甲所示装置验证机械能守恒定5律让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，即mv2mgh.直接测量摆球到达B点的速度v比较困难现让小球在B点处脱离悬1 2线做平抛运动，利用平抛的特性间接地测出v.如图甲中，悬点正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落
10、在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹用重锤线确定出A、B点的投影点N、M.重复实验 10 次(小球每一次都从同一点由静止释放)，球的落点痕迹如图乙所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M点对齐用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离x，即可验证机械能守恒定律已知重力加速度为g，小球的质量为m.(1)根据图乙可以确定小球平抛时的水平射程为_cm.(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0_.(3)用测出的物理量表示出小球从A到B过程中，重力势能的减少量Ep_，动能的增加量 Ek_.解析：(1)小球落点位置的确定方法为：用尽可能小的圆包含尽可能多的落点，该圆的圆心即为小球落点的平均位置，再在米尺上读出射程(2)根据平抛运动规律，v0 ，h2gt2，联立得v0xx t1 2g 2h2(3)重力势能的减少量等于重力做的功 Epmg(h1h2)，动能的增加量Ekmv0m(x)2.1 22 01 2g 2h2mgx2 4h2答案：(1)65.0 (2)x (3)mg(h1h2) g 2h2mgx2 4h2
