高考物理一轮复习名校模拟：实验06 验证机械能守恒定律（含解析）.docVIP

名校模拟 1．在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证的是重物重力势能的减少等于它动能的增加，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有(　　) A．用天平称出重物的质量 B．把打点计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来 C．把纸带的一端固定到重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重物提升到一定高度 D．接通电源，待打点稳定后释放纸带 E．用秒表测出重物下落的时间 【解析】　在“验证机械能守恒定律”的实验中，需验证重力势能减少量mgh和动能增加量mv2之间的大小关系，若机械能守恒，则有mgh＝mv2成立，两边都有质量，可约去，即验证gh＝v2成立即可，故无需测质量，A选项多余，对E选项，测速度时，用的是纸带上的记录点间的距离和打点计时器打点的时间间隔，无需用秒表测量，因此E选项也多余． 【答案】　AE 2.利用图5－6－6所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，其中正确的方案是(　　) 图5－6－6 A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v＝gt计算出瞬时速度v B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v＝计算出瞬时速度v C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过h＝计算得出高度h D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v 【解析】　利用g求v和h，相当于利用机械能守恒验证机械能守恒，故A、B、C选项不正确． 【答案】　D 3．在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m＝1.00 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图5－6－7所示．O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点．已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，当地的重力加速度为g＝9.80 m/s2，那么： 图5－6－7 (1)根据图上所得的数据，应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律； (2)从O点到(1)问中所取的点，重物重力势能的减少量ΔEp＝________J，动能增加量ΔEk＝________J(结果取三位有效数字)； (3)若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图象是图中的________． 【解析】　(1)因只能计算出B点的速度，故应取图中O点到B点来验证机械能守恒． (2)ΔEp＝mg·hOB＝1.00×9.80×0.1920 J＝1.88 J vB＝＝1.92 m/s 故ΔEk＝mv＝×1.00×(1.92)2 J＝1.84 J. (3)由机械能守恒定律可知，mgh＝mv2，故有＝gh，图象A正确． 【答案】　(1)B　(2)1.88　1.84　(3)A 4．在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图5－6－8所示．其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点．该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中(单位cm)． 图5－6－8 (1)这三个数据中不符合读数要求的是__________，应记作________cm. (2)该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g＝9.80 m/s2，他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的瞬时速度，则该段重锤重力势能的减少量为________，而动能的增加量为________，(均保留3位有效数字，重锤质量用m表示．)这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量________动能的增加量，原因是______________． 【解析】　本实验测量长度用的是毫米刻度尺，故三个数据中15.7是不合理的，应记做15.70，最后一位是估读；O点到B点的距离h＝12.54 cm，故减少的势能ΔEp＝mgh＝1.23m；计算O点到B点的动能增加量，应先计算出B点的瞬时速度vB，由图可知： vB＝＝ m/s＝1.5475 m/s，故ΔEk＝mv＝1.20m 由以上数据可知ΔEp＞ΔEk，其原因在于纸带与限位孔之间有摩擦或空气阻力对实验也带来影响． 【答案】　(1)15.7　15.70　(2)1.23m　1.20m　大于　有阻力做负功 5.如图5－6－9所示装置可用来验证机械能守恒定律，摆锤A拴在长为L的轻绳一端，另一端固定在O点，在A上放一个小铁片．现将摆锤拉起，使绳偏离竖直方向θ角，由静止开始释放