2025版新教材高中物理第八章機械能守恒定律5實驗：驗證機械能守恒定律專項10探索創(chuàng)新實驗課時作業(yè)新人教版必修第二冊

專項10探究創(chuàng)新試驗1．[2024·江蘇宜興高一下期末]某同學設計出如圖甲所示的試驗裝置來“驗證機械能守恒定律”讓小球從A點自由下落，下落過程中經過A點正下方的光電門B時，光電計時器記錄下小球通過光電門B的時間t，已知當?shù)氐闹亓铀俣葹間，A與光電門B的距離為H.(1)為了驗證機械能守恒定律，該試驗還須要測量下列哪些物理量________．A．小球的質量mB．小球從A到B的下落時間tABC．小球的直徑d(2)小球通過光電門時的瞬時速度v＝________(用題中所給的物理量及(1)中測量的物理量表示).(3)調整A、B之間距離H，多次重復上述過程，作出eq\f(1,t2)隨H的改變圖像如圖乙所示，當小球下落過程中機械能守恒時，該直線斜率k0＝________．(4)在試驗中依據數(shù)據實際繪出eq\f(1,t2)-H圖像的直線斜率為k(k<k0)，則試驗過程中小球所受的平均阻力Ff與小球重力mg的比值eq\f(Ff,mg)＝________(用k、k0表示).2．某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進行探究，試驗裝置如圖所示，輕彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一物塊接觸而不連接，紙帶穿過打點計時器并與物塊連接．向左推物塊使彈簧壓縮一段距離，由靜止釋放物塊，通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能．(1)試驗中涉及下列操作步驟：①把紙帶向左拉直②松手釋放物塊③接通打點計時器電源④向左推物塊使彈簧壓縮，并測量彈簧壓縮量上述步驟正確的操作依次是________(填入代表步驟的序號).(2)圖中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實際打點結果．打點計時器所用溝通電的頻率為50Hz.由M紙帶所給的數(shù)據，可求出在該紙帶對應的試驗中物塊脫離彈簧時的速度為________m/s.比較兩紙帶可知，________(填“M”或“L”)紙帶對應的試驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大．專項10探究創(chuàng)新試驗[提實力]1．答案：(1)C(2)eq\f(d,t)(3)eq\f(2g,d2)(4)eq\f(k0－k,k0)解析：(1)依據機械能守恒的表達式可知，方程兩邊可以約掉質量，因此不須要測量質量，故A錯誤；利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度，不須要測量下落時間，故B錯誤；利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度時，須要知道擋光物體的尺寸，因此須要測量小球的直徑，故C正確.(2)已知通過光電門的時間t和小球的直徑d，則可以由平均速度表示通過光電門時的瞬時速度，故v＝eq\f(d,t).(3)若小球削減的重力勢能等于增加的動能時，則機械能守恒，有mgH＝eq\f(1,2)mv2，即2gH＝(eq\f(d,t))2，解得eq\f(1,t2)＝eq\f(2g,d2)·H，那么該直線斜率k0＝eq\f(2g,d2).(4)乙圖線eq\f(1,t2)＝kH，因存在阻力，則mgH－FfH＝eq\f(1,2)mv2，所以小球下落過程中所受平均阻力Ff與小球所受重力mg的比值為eq\f(Ff,mg)＝eq\f(k0－k,k0).2．答案：(1)④①③②(2)1.29M解析：(1)試驗時應先向左推物塊使彈簧壓縮，測量出彈簧的壓縮量，然后把紙帶向左拉直，再接通打點計時器電源，等打點穩(wěn)定后，再松手釋放物塊，使其向右滑動，因此正確步驟為④①③②.(2)由于物塊離開彈簧時的速度最大，因此在M紙帶對應的試驗中物塊脫離彈簧時的速度v＝eq\f(2.58×10－2m,0.02s)＝1.