《2016届高三物理人教版一轮复习习题：第5章第5讲实验探究动能定理实验验证机械能守恒定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016届高三物理人教版一轮复习习题：第5章第5讲实验探究动能定理实验验证机械能守恒定律（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一部分第五章第 5 讲一、选择题1在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中需要用工具测量的有()A重锤的质量B重力加速度C重锤下落的高度D与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度答案C解析由机械能守恒定律列方程，等式两 边都有质量可消去，故不用测质量，只需测重锤下落高度，计算出对应点的速度，故选 C。2.如图所示，在“探究功与速度变化的关系”的实验中，下列做法能够实现橡皮筋对小车做功整数倍变化的是( )A释放小车的位置等间距的变化B橡皮筋两端固定，使橡皮筋的伸长量依次加倍C橡皮筋两端固定，使橡皮筋的长度依次加倍D增加相同橡皮筋的条数，使小车每次从同一位置释放答案D解析本题考查对“探究功与速度
2、变化的关系”实验的理解。橡皮筋相同，增加其条数，并且每次从同一位置释放可保证做功成整数倍增加。本 题难 度易。3某同学在做利用橡皮筋探究功与速度变化关系的实验时，拖着纸带的小车在橡皮筋的作用下由静止运动到木板底端，在此过程中打点计时器在纸带上打下的相邻点间的距离变化情况是( )A始终是均匀的 B先减小后增大C先增大后减小 D先增大后均匀不变答案D解析橡皮筋对小车作用过程中小车速度增大，所以点 间 距增大，当小车离开橡皮筋后做匀速直线运动，点的间距不再 变化，所以 选 D。4 “验证机械能守恒定律”的实验中，使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50Hz)，得到如图所示的纸带。图中的点为计数点
3、，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列说法正确的是()A实验时应先放开纸带再接通电源B(s 6s 1)等于(s 2s 1)的 6 倍C由纸带可求出计数点 B 对应的速率D相邻两个计数点间的时间间隔为 0.02s答案C解析 使用打点 计时器时应 先接通电源后松开纸带，选项 A 错；T5 s0.1s，s 6s 15aT 2，s2s 1aT 2，所以 (s6s 1)5( s2s 1)，选项 BD 错误；由于150s2、s3 已知，计数点 间的时间 T0.1s ，所以可求得计数点 B 对应的速度，选项 C 正确。5用如图所示实验装置来验证机械能守恒定律时，某同学的以下说法中正确的是()A必须用秒表测
4、出重物下落的时间B实验操作时，注意手提着纸带使重物靠近计时器，先接通计时器电源，然后松开纸带C如果打点计时器不竖直，重物下落时，其重力势能有一部分消耗在纸带摩擦上，就会造成重力势能的变化小于动能的变化D验证时，可以不测量重物的质量或重力答案BD解析因为实验中运用打点计时器， 不需要测时间，A 错误；打点计时器不竖直，重物下落时，其重力势能有一部分消耗在 纸带摩擦上，造成重力势能的减少大于动能的增量，C 错误；实验时，为节约纸带，便于测量，应使重物靠近计时器，应先通电后放手，B 正确；因为动能和势能表达式中都含有质量，可以消去，故不需测质量，D 正确。二、非选择题6(2014嘉兴模拟)某同学利用
5、打点计时器 (频率 50Hz)记录下质量为 m1kg 物体从一定高度下落的运动情况，通过打出的纸带他想判断在此过程中机械能是否守恒。(当地的重力加速度 g9.8m/s 2)(1)请计算 A 点速度_m/s，A 到 B 过程中重力势能变化是_J。(2)请根据你的计算分析在误差允许的范围内此过程机械能是否守恒_( 填“机械能守恒”或“机械能不守恒”) 。答案(1)0.640.51(2) 机械能不守恒解析(1)A 点的速度大小为 vA m/s0.64m/s；A 到 B 过程中重3.46 0.8910 20.022力势能的变化量为 Epmgh 19.8(7.22 2.00)10 2 J0.51J。(2
6、)B 点的速度大小为 vB m/s1.09m/s；A 到 B 过程中动能的变化9.58 5.2310 20.022量为 Ek mv mv m(v v )0.39J。在实验误差允许的范围内，E p与 Ek不相等，12 2B 12 2A 12 2B 2A则机械能不守恒。7(2014苏州模拟)某探究学习小组的同学欲验证动能定理，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细砂。当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的砂桶时，释放砂桶，滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员，要完成该项实验。(1)你认为还需要的实验器材有_ 。(2)实验
7、时为了保证滑块受到的合力与砂桶的总重力大小基本相等，细砂和砂桶的总质量应满足的实验条件是_，实验时首先要做的步骤是_。(3)在(2)的基础上，某同学用天平称量滑块的质量为 M。往砂桶中装入适量的细砂，用天平称出此时细砂和砂桶的总质量为 m。让砂桶带动滑块加速运动。用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距 L 和这两点的速度大小 v1与 v2(v1v2)。则本实验最终要验证的数学表达式为_ 。(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)答案(1)天平、刻度尺(2)细砂和砂桶的总质量远小于滑块的质量 平衡摩擦力(3)mgL Mv Mv12 2 12 21解析(1)
8、为了测出滑块的质量和砂桶(及细砂) 的总质量需要 选用天平测量。 为了对纸带进行数据处理需要选用刻度尺。(2)由于砂桶(及 细砂)的重力等于滑决受到的合外力的条件是砂桶(及细砂) 的质量远小于滑块的质量，且不计摩擦阻力 (利用平衡摩擦力的方法)。所以要保证细砂和砂桶的总质量远小于滑块的质量。实验时首先要做的步 骤是平衡摩擦力。(3)由动能定理可得 mgL Mv Mv 。12 2 12 218.(2014南阳模拟)用如图实验装置 (打点计时器所用电源的频率为50Hz)验证 m1、 m2 组成的系统机械能守恒，m 2 从高处由静止开始下落，m1 上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，
9、即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：0 是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有 4 个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示。已知 m1 50g、m 2150g，则(g 取 9.8m/s2，所有结果均保留三位有效数字)。(1)在纸带上打下计数点 5 时的速度 v5_m/s；(2)在打点 05 过程中系统动能的增量 Ek_J，系统势能的减少量Ep_J；(3)若某同学作出 h 图象如图，则当地的实际重力加速度 g_m/s 2。v22答案(1)2.40(2)0.576 0.588 (3)9.70解析(1)T 50.02s0.1s ，打下计数点 5 时的速度 v5 m/s2.4
10、0m/s 。x462T 0.2160 0.26400.2(2)在打点 05 过程中系统动能的增量 Ek (m1m 2)v 0.576J；系统势能的减少量12 25Ep(m 2m 1)gh0.19.8 (0.38400.2160)J0.588J。(3)由机械能守恒定律得，( m2m 1)gh (m1m 2)v2，整理得， h，即 图象斜率的 2 倍12 v22 g2等于重力加速度 g，由作出的 h 图象，可求得当地的 实际 重力加速度v22g m/s29.70m/s 2。25.821.209(2014武汉武昌区调研)为了验证机械能守恒定律，某同学使用如图所示的气垫导轨装置进行实验。其中 G1、G
11、 2 为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器 M 通过G1、G 2 光电门时，光束被滑行器 M 上的挡光片遮挡的时间 t1、t 2 都可以被测量并记录，滑行器连同挡光片的总质量为 M，挡光片宽度为 D，两光电门中心间的距离为 x，牵引砝码的质量为 m，细绳不可伸长且其质量可以忽略，重力加速度为 g。该同学想在水平的气垫导轨上，只利用以上仪器，在滑行器通过 G1、G 2 光电门的过程中验证机械能守恒定律，请回答下列问题：(1)实验前应先调节气垫导轨下面的螺母，使气垫导轨水平。请在以下空白处填写实验要求。在不增加其他测量器材的情况下，调水平的步骤是：取下牵引砝码 m，接通气垫导轨装置的电源，
12、调节导轨下面的螺母，若滑行器 M 放在气垫导轨上的任意位置都能保持静止，或者轻推滑行器 M，M 分别通过光电门 G1、G 2 的时间_，则导轨水平。(2)当气垫导轨调水平后，在接下来的实验操作中，以下操作合理的是_；A挡光片的宽度 D 应尽可能选较小的B选用的牵引砝码的质量 m 应远小于滑行器和挡光片的总质量 MC为了减小实验误差，光电门 G1、G 2 的间距 x 应该尽可能大一些D用来牵引滑行器 M 的细绳可以与导轨不平行(3)在每次实验中，若表达式_( 用 M、g、m、t 1、 t2、D、x 表示)在误差允许的范闱内成立，则机械能守恒定律成立。答案(1)(在误差允许的范围内 )相等(2)A
13、C(3)mgx (M m)( )2 (Mm )( )212 Dt2 12 Dt1解析本题考查利用气垫导轨和光电门验证机械能守恒定律的 实验，意在考 查考生对机械能守恒定律的理解，以及对该实验的掌握情况。(1)由题意可知 M 分别通过两个光 电门的时间相等，即表示轨道水平。(2)由题意可得，挡光片宽度越小，速度计算越精确， 选项 A 正确；考虑到 m 的作用，不需要 m 远小于 M，选项 B 错误；光电门间距更大一些，距离 测 量误差会减小，速度差距更大，误差会减小，选项 C 正确；牵引滑行器的细绳应当与导轨平行，选项 D 错误。(3)要使机械能守恒，以 M 和 m 为研究对象， 则需要公式 m
14、gx (Mm )( )2 (Mm)12 Dt2 12( )2 成立。Dt110(2014郑州模拟)某同学为探究 “合力做功与物体动能改变的关系”设计了如下实验，他的操作步骤：(1)按图甲摆好实验装置，其中小车质量 M0.20kg，钩码总质量 m0.05kg。(2)释放小车，然后接通打点计时器的电源( 电源频率为 f 50Hz)，打出一条纸带。(3)他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，如图乙所示。把打下的第一点记作 0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有 4 个点未画出，用厘米刻度尺测得各计数点到 0 点距离分别为d10.041m，d 20.055m，d 30.167m，d
15、40.256m，d 50.360m，d 60.480 m，他把钩码重力( 当地重力加速度 g10m/s 2)作为小车所受合力，算出打下 O 点到打下第 5 点合力做功 W _J(结果保留三位有效数字)，用正确的公式 Ek_(用相关数据前字母列式) 把打下第 5 点时小车的动能作为小车动能的改变量，算得 Ek0.125J。(4)此次实验探究的结果，他没有得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量 ”，且误差很大。通过反思，他认为产生误差的原因如下，其中正确的是_。A钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多B没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多C释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小D没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此
