高考物理 实验验证机械能守恒定律练习.doc
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1、实验验证机械能守恒定律1(9分)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();通过计算得到的有()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瞬时速度【解析】重锤下落的高度从纸带上用毫米刻度尺测量某点速度由公式vn或vn算出【答案】CD2(9分)在验证机械能守恒定律的实验中有关重锤质量,下列说法中正确的是()A应选用密度和质量较大的重锤,使重锤和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力B应选用质量较小的重锤,使重锤的惯性小一些,下落时更接近于自由落体运动C不需要称量锤的质量D必须称量重锤的质量,而且要估读到0.01g【解析】本实验依据的原理是重锤自由下落
2、验证机械能守恒定律,因此重锤的密度和质量应取得大一些,以便系统所受的阻力和重锤的重力相比可以忽略不计,以保证重锤做自由落体运动本实验不需要测出重锤的质量,实验只需要验证ghv2就行了【答案】AC3(11分)(2009深圳调研)某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律,实验的简易示意图如图所示,当有不透光物体从光电门间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间所用的XDS007光电门传感器可测的最短时间为0. 01ms.将挡光效果好、宽度为d3.8103m的黑色磁带贴在透明直尺上,从一定高度由静止释放,并使其竖直通过光电门某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间ti与图中所示的高度差hi
3、并对部分数据进行处理,结果如下表所示(取g9. 8m/s2,注:表格中M为直尺质量)ti(103s)vi(ms1)EkiMvMvhi (m)Mghi11.213.1421.153.300.52M0.060.58M31.003.782.29M0.232.25M40.954.003.17M0.323.14M50.900.41(1)从表格中数据可知,直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用vi求出的,请你简要分析该同学这样做的理由是_(2)请将表格中数据填写完整(3)通过实验得出的结论是_(4)根据该实验请你判断下列Ekh图象中正确的是()【解析】(1)因瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度(4)
4、因为Epmgh,EpEk,所以Ekmgh,所以正确答案为C.【答案】(1)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度(2)4.223.97M或4.00M4.01M或4.02M(3)在误差允许的范围内,重力势能的减少量等于动能的增加量(4)C4(11分)在利用电磁打点计时器(电磁打点计时器所用电源频率为50Hz)“验证机械能守恒定律”的实验中:(1)某同学用如图所示装置进行实验,得到如图所示的纸带,把第一个点(初速度为零)记作O点,测出点O、A间的距离为68.97cm,点A、C间的距离为15.24cm,点C、E间的距离为16.76cm,已知当地重力加速度为9.8m/s2,重锤的质量为m1.0kg
5、,则打点计时器在打O点到C点的这段时间内,重锤动能的增加量为_J,重力势能的减少量为_J.(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a_m/s2.(3)在实验中发现,重锤减少的重力势能总大于重锤增加的动能,其原因主要是因为在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力的作用,用题目中给出的已知量求重锤下落过程中受到的平均阻力大小为_N.【解析】本题主要考查“验证机械能守恒定律”这个实验的基本原理和应用,并且综合了牛顿第二定律(1)C点速度vCm/s4.00m/s该过程动能的增加量Ekmv1.0(4.00)2J8.00J该过程重力势能的减少量为Epmg1.09.8(68.9715.24)102J8.25
6、J.(2)加速度am/s29.50m/s2.(3)由牛顿第二定律得mgFfma即Ffmgma0.30N.【答案】(1)8.008.25(2)9.50(3)0.305(11分)利于如图所示的装置验证机械能守恒定律图中AB是固定的光滑斜面,斜面的倾角为30,1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门,当光电门中有物体通过时与它们连线的光电计时器(都没有画出)能够显示挡光时间让滑块从斜面的顶端滑下,光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00102s、2.00102s.已知滑块质量为2.00kg,滑块沿斜面方向的长度为5.00cm,光电门1和2之间的距离为0.54m,g取9.80m/s
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