（天津?qū)Ｓ茫?020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)規(guī)范練26 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律（含解析）新人教版

《（天津?qū)Ｓ茫?020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)規(guī)范練26 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律（含解析）新人教版》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（天津?qū)Ｓ茫?020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)規(guī)范練26 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律（含解析）新人教版（4頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、考點(diǎn)規(guī)范練26　驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 1.用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)頻率f=50 Hz。 甲 乙 (1)實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶如圖乙所示,將第一個(gè)打點(diǎn)標(biāo)記為O,選擇點(diǎn)跡清晰且便于測(cè)量的連續(xù)5個(gè)點(diǎn),標(biāo)為A、B、C、D、E,測(cè)出A、C、E到O點(diǎn)的距離分別為d1=9.51 cm、d2=15.71 cm、d3=23.47 cm。重物質(zhì)量為0.5 kg,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.8 m/s2?，F(xiàn)選取OC段的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,則OC段重物的重力勢(shì)能減少量為　　　　 J,動(dòng)能增加量為　　　　 J。(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)? (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往是重力勢(shì)能的減少量略大于動(dòng)

2、能的增加量,關(guān)于這個(gè)誤差,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.該誤差屬于偶然誤差 B.該誤差屬于系統(tǒng)誤差 C.可以通過(guò)多次測(cè)量取平均值的方法來(lái)減小該誤差 D.可以通過(guò)減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來(lái)減小該誤差 2.某同學(xué)根據(jù)機(jī)械能守恒定律,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究彈簧的彈性勢(shì)能與壓縮量的關(guān)系。 (1)如圖甲所示,將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺(tái),在上端的托盤(pán)中依次增加砝碼,測(cè)量相應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度,部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表。由數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)k=　　　　 N/m。(g取9.80 m/s2)? 砝碼質(zhì)量/g 50 100 150 彈簧長(zhǎng)度/cm 8.62 7.63 6.66 (2)取下彈簧,將其一端

3、固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè),如圖乙所示;調(diào)整導(dǎo)軌,使滑塊自由滑動(dòng)時(shí),通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的速度大小　　　　。? (3)用滑塊壓縮彈簧,記錄彈簧的壓縮量x;釋放滑塊,記錄滑塊脫離彈簧后的速度v。釋放滑塊過(guò)程中,彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為　　　　　　　。? (4)重復(fù)(3)中的操作,得到v與x的關(guān)系如圖丙。由圖可知,v與x成　　　　關(guān)系。由上述實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論:對(duì)同一根彈簧,彈性勢(shì)能與彈簧的　　　　　　成正比。? 3.右圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置圖,用長(zhǎng)為l的輕細(xì)線懸掛一小球,在懸點(diǎn)O下方與懸點(diǎn)距離略小于l的位置有一很鋒利的刀片,當(dāng)細(xì)線碰到刀片時(shí),細(xì)線即可被切斷且不影響小球的速度。實(shí)驗(yàn)時(shí),將細(xì)線和

4、小球拉離豎直位置,使細(xì)線與豎直方向的夾角為θ。由靜止釋放小球,細(xì)線碰到刀片后立刻斷開(kāi),小球飛出,最終落到與懸點(diǎn)豎直距離為h的水平地面上,測(cè)得小球落地點(diǎn)與懸點(diǎn)在水平地面的投影點(diǎn)O'的距離為x。改變細(xì)線與豎直方向的夾角θ,可得到一系列x的數(shù)據(jù)。 (1)若要利用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并且要使圖像是一條直線,如果縱坐標(biāo)表示x2,那么橫坐標(biāo)應(yīng)表示　　　　。? (2)如果作出的圖像斜率為k,那么圖像在縱軸上的截距為　　　　　　　,只要滿足k=　　　　,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。? 4.現(xiàn)要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌,導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑

5、塊,其總質(zhì)量為m0,左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連;遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直;導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門(mén),可以測(cè)量遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光時(shí)間t,用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌底端C點(diǎn)的距離,h表示A與C的高度差,b表示遮光片的寬度,s表示A、B兩點(diǎn)的距離,將遮光片通過(guò)光電門(mén)的平均速度看作滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作圖。 (1)若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放,則在滑塊從A運(yùn)動(dòng)至B的過(guò)程中,滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量可表示為　　　　　　　　,動(dòng)能的增加量可表示為　　　　。若在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒,1t2與s的關(guān)系式為1t2=　　　　　　　　

6、。? (2)多次改變光電門(mén)的位置,每次均令滑塊自同一點(diǎn)(A點(diǎn))下滑,測(cè)量相應(yīng)的s與t值,結(jié)果如表所示: 1 2 3 4 5 s/m 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400 t/ms 8.22 7.17 6.44 5.85 5.43 1t2/(×104 s-2) 1.48 1.95 2.41 2.92 3.39 以s為橫坐標(biāo),1t2為縱坐標(biāo),在坐標(biāo)紙中描出第1和第5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn);根據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線,求得該直線的斜率k=　　　　×104 m-1·s-2(保留三位有效數(shù)字)。由測(cè)得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計(jì)算出1t2-s

7、直線的斜率k0,將k和k0進(jìn)行比較,若其差值在實(shí)驗(yàn)允許的范圍內(nèi),則可認(rèn)為此實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。? 考點(diǎn)規(guī)范練26　驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 1.解析(1)由題圖中所給數(shù)據(jù)可計(jì)算出打C點(diǎn)時(shí)重物的瞬時(shí)速度vC=xAE4T=d3-d14T=(23.47-9.51)×10-24×0.02m/s=1.745m/s,ΔEk=12mvC2=12×0.5×1.7452J=0.76J,ΔEp=mgd2=0.5×9.8×0.1571J≈0.77J。 (2)重力勢(shì)能的減少量略大于動(dòng)能的增加量是因?yàn)榇嬖诳諝庾枇湍Σ磷枇?這是實(shí)驗(yàn)原理和儀器帶來(lái)的誤差,是系統(tǒng)誤差,故選項(xiàng)B、D正確。 答案(1)0.77

8、　0.76　(2)BD 2.解析(1)根據(jù)F=kx得ΔF=kΔx,可得k=ΔFΔx=ΔmgΔx。取較遠(yuǎn)的兩組數(shù)計(jì)算,k=0.98N1.96×10-2m=50N/m。 (2)氣墊導(dǎo)軌摩擦力可以忽略,故滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的速度大小相等。 (3)因忽略摩擦力,釋放滑塊后,彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為滑塊的動(dòng)能。 (4)由題圖丙可知,v-x圖線為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線,成正比關(guān)系。由Ek=12mv2=Ep可知,Ep=12mv2∝x2,故彈性勢(shì)能與彈簧的壓縮量的二次方成正比。 答案(1)50　(2)相等　(3)滑塊的動(dòng)能　(4)正比　壓縮量的二次方 3.解析(1)由mgl(1-cosθ)=

9、12mv2,x=vt,h-l=12gt2,聯(lián)立解得x2=4l(h-l)-4l(h-l)cosθ。要使圖像是一條直線,如果縱坐標(biāo)表示x2,那么橫坐標(biāo)應(yīng)表示cosθ。 (2)如果圖像斜率為k,那么圖像在縱軸的截距為4l(h-l)(或-k)。只要滿足k=-4l(h-l),即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。 答案(1)cos θ (2)4l(h-l)或-k　-4l(h-l) 4.解析(1)滑塊從A運(yùn)動(dòng)至B的過(guò)程中,滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量可表示為m0ghds-mgs;滑塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度為v=bt,故系統(tǒng)動(dòng)能的增加量為12(m0+m)b2t2;若機(jī)械能守恒,則有m0ghds-mgs=12(m0+m)b2t2,得1t2=2m0gh-2mgd(m0+m)db2s。 (2)根據(jù)數(shù)據(jù)描點(diǎn)后,作圖線時(shí)注意使所描點(diǎn)大致在同一直線上,計(jì)算斜率時(shí)注意選取相距較遠(yuǎn)的點(diǎn)來(lái)計(jì)算。 答案(1)m0ghds-mgs　12(m0+m)b2t2　2m0gh-2mgd(m0+m)db2s (2)描點(diǎn)連線如圖所示(見(jiàn)解析)　2.40(2.20~2.60均正確) 4