高考物理-實驗驗證機械能守恒-專題練習有答案

高考物理實驗驗證械能題型一、考查實驗原理與實驗操作．圖甲為驗證機械能守恒定律的驗裝置示意圖?，F(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平。回答下列問題。甲（1）為完成此實驗，除了所給的器材還需要的器材________入確選項前的字母）A米尺B秒表C．D．

4~V4~V

的直流電源的交流電源（2）下面列舉了該實驗的幾個操作步：A按照圖示的裝置安裝器件；B將打點計時器接到電源的“直流輸出”上；C．天平測出重錘的質量；D．接電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶；E．測量紙帶上某些點間的距離；F．根據(jù)測量的結果計算重錘落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能其中操作不當?shù)牟襟E_______（3）實驗中誤差產生的原因出個因）（4用個裝置也可以測量重錘下的加速度a的值據(jù)出的紙帶取帶上連續(xù)的五個、B、C、、E，測出各點之間的距離如圖所示。使用交流電的頻率為f，則計算重錘落的加速度的表達式

a

x、x、x、x及f34

表示）/9

乙重錘做自由落體運動驗證機械能守恒定律的實驗中重的質量說法正確的）A應選用質量較大的重錘，使重錘和紙帶所受的重力遠大于它們所受的阻力B應選用質量較小的重錘，使重錘的慣性小一些，下落時更接近于自由落體運動C．需要稱量重錘的質量D．須量重錘的質量（2）在該實驗中，選定了一條較為理的紙帶，如圖實-6-3所示，“0為起始點，以后紙帶上所打的各點依次記為、、…，得

x

、

x

、

x

是重錘從開始運動到各時刻的位移。已知打點計時器的打點周期為，錘質量為，重力加速度為，當打點計時器打點“4”時，重錘動能的表達式為________________；“”點到“4點的過程中重錘重力勢能的減少量表達式________________。圖實-6-3題型二、考查實驗數(shù)據(jù)處理及誤差分析．在用落體法驗證機械能守恒定律時，某小組按照正確的操作選得紙帶如圖所示。中O是始點A、BC是點計時器連續(xù)打下的個。用毫米刻度尺測量到ABC各的距離，并記錄在圖中已知當?shù)氐闹亓铀俣萭9.80/

，重錘質量為m，算結果均保留3位有效數(shù)字)。（1）圖中的三個測量數(shù)據(jù)中不符合有數(shù)字讀數(shù)要求的段的讀數(shù)，記作cm（2學用重錘在OB段運動來驗證機械能守恒AC段平均速度作為B點應的瞬時速度

v

B

，則求得該過程中重錘的動能增加量

k

________J重力勢能的減少

這樣驗證的系統(tǒng)誤差總是

k

（選填”、“<”或“＝”/9

（3）乙同學根據(jù)同一條紙帶，同一組據(jù)，也用重錘在段的運動來驗機械能守恒，將打點計時器打下的第一個點記第1個點，圖中的B是打點計時器打下的第點。因此他用

vgt

計算與點對應的瞬時速度v，得動能的增加量B

k

。樣驗證的系統(tǒng)誤差總是使（填k“”、“”或“＝”（4）上述兩種處理方法中，你認為合的同學所采用的方法填甲”或“乙”）．驗證“機械能守恒定律”的實驗采用重物自由下落的方法（9.8m/s

（1）通過驗證mv2mgh來證機械能守恒定律時，對帶上起點的要__________；為此，所選擇紙帶的第一、二兩點間距應接近。（2）實驗中所用重物質量，打點紙帶如圖所示，所用電壓頻率為，打點時間間隔為，記錄點，重物的速度v，物動能B

E

kB

。開始下落起至B點重物的重力勢能減少量是，因此可得出的結論是________________________果留兩位有效數(shù)字）（3紙帶算出相關各點的速度v出下落距離以圖線的斜率表示。

v22

為縱軸的像應是圖中________AB

CD題型三、考查實驗的改進與創(chuàng)新．如圖為利用氣墊導(滑塊在該導軌上運動時所受阻可忽略)“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置，請完成以下填空。實驗步驟如下：①將氣墊導軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1，將導軌調至水平。/9

②測出擋光條的寬度l

和兩光電門中心之間的距離x。③將滑塊移至光電門1左某處，待砝碼靜止不動時，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電2。④讀出滑塊分別通過光電門和光電門2時的擋光時間和。⑤用天平稱出滑塊和擋光條的總質量M再稱出托盤和砝碼的總質量m⑥滑塊通過光電門和光電門時可以確定系統(tǒng)（包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼）的總動能分別為Ek1

和

E

k2

________。⑦在滑塊從光電門運動到光電門2的程中，系統(tǒng)勢能的減少量

力加速度為g⑧如果滿足關系________則可認為驗證了機械能守恒定律。．圖甲是驗證機械能守恒定律的實驗。小圓柱由一根不可伸長的輕繩拴住，輕繩另端固定。將輕繩拉至水平后由靜止釋放。在最低點附近放置一組光電門，測出小圓柱運動到最低點的擋光時間再用游標卡尺測出小圓柱的直徑d如圖乙所示，重力加速度為g則（1）小圓柱的直徑d________cm。（2）測出懸點到圓柱重心的距離l，若等式gl________立，說明小圓柱下擺過程機械能守恒。（3）若在懸點O安一個拉力傳感器，測出繩子上的拉力F則要驗證小圓柱在最低點的向心力公式還需要測量的物理量是____________(用字和字母表示)

，若等式F成立，則可驗證向心力公式Fn

vR

。．如圖所示裝置可用來驗證機械能守恒定律。長度為的輕繩端固定在O點另一端系一擺錘A，在上放一個小鐵片?，F(xiàn)將擺錘拉起，使繩偏離豎直方向角，由靜止開始釋放擺錘，當其到達最低置時，受到豎直擋板阻而停止運動，這時鐵片將做平拋運動而飛離擺錘，用刻度尺量出鐵片的水位移為，下落高度為H。/9

（1）要驗證擺錘在運動中機械能守恒必須求出擺錘初始位置離最低點的高度，其高度應，同時還應求出擺錘在最低點時的速度，其速度應_______（2）用實驗中測量的物理量寫出驗證錘在運動中機械能守恒的關系式________/9

高考物理實驗驗證械能答

案）AD（2B（3）紙帶與打點計時器之間有摩擦；米尺測量紙帶上點的位置時讀數(shù)有誤差；計算勢能變化時，選取始末兩點距離過近；交流電頻率不穩(wěn)定（寫出任意兩個即可）（4）

xxx4

f

）AC（2）

)

）OC（2）；1.22（3）（4）甲．（1）初速度等于零mm（2）；

0.59/s

；；J；在誤差允許的范圍重物機械能守恒（3C；力加速度g）．⑥

12

(M

11)；(M)2

⑦⑧

mgx111(M)(Mm)()22

）1.02（2）()（3）小圓柱的質量；

l

2）

L(1

；

g（2）

4HL(1/9

22高考物理實驗驗證械能解

析題型一、考查實驗原理與實驗操作．【答案】（1）AD（）（）紙帶與打點計時器之間有摩擦；用米尺測量紙帶上點的位置時讀數(shù)有2誤差；計算勢能變化時，選取始末兩點距離過近；交流電頻率不穩(wěn)定＋x－x－3412

(

寫出任意兩個即可)

（4）．【答案）（2）

－x53

2

4題型二、考查實驗數(shù)據(jù)處理及誤差分析．【答案】（．70（2）1．22（）．>（4甲/9

22AC222122222AC222122222l．【答案）速度等于零

2mm（20.02s0.59m/s0.17J在差允許的范圍內重物機械能守恒（3C重加速(g)1【解析）由落體初速度為零，打點開始兩點距離h＝2gt＝298×(0.02)m≈2mm。x0.0314－8（2）時間間隔為＝f＝，點瞬時速度為B＝2T＝2×0.02

＝，重物動能為EkB＝2mv＝，力勢能減少量為B．8×0.0176J0.17J重物重力勢能減少量等于動能增加量，機械能守恒。v（3）由2mv＝可，

＝，故圖線應為過原點直線，斜率表示重力加速度。題型三、考查實驗的改進與創(chuàng)新．l【答案】⑥2(M

2(M＋

lΔt

⑦⑧＝2＋

lΔt

2＋m)

Δt1

2．/9

d222d222222【答案】（）．02（2

（）小圓柱的質量＋lΔt【解析】（）小圓柱的直徑d＋2×0.1mm＝．＝1。