2019届高考物理一轮复习 第五单元 机械能 题组层级快练26 实验：验证机械能守恒定律 新人教版.doc

题组层级快练(二十六)1．(2017·山东模拟)利用如图甲所示的实验装置探究重锤下落过程中动能与重力势能的转化问题实验操作步骤如下： A．按实验要求安装好实验装置；使重锤靠近打点计时器；同时接通电源和释放纸带打点计时器在纸带上打下一系列的点；重复上述实验步骤得到多条纸带从中选取一条符合实验要求的纸带点为打点计时器打下的第一点分别测出若干连续点A、B、C……与O点之间的距离．(1)上述操作中错误的一项是________应该改为________；(2)已知打点计时器所用交流电源的频率为50 重锤质量为m＝0.1 重力加速度g＝9.8 纠正实验操作中错误后得到一条较为理想的纸带如图乙所示点为打点计时器打下的第一点分别测得点A、B、C……与O点之间的距离h＝19.20 ＝23.23 ＝27.65 则打点计时器打B点时重锤下落的速度大小为________打点计时器从打O点到打B点的过程中重锤增加的动能为________减少的重力势能为________(结果均保留两位小数)．答案　(1)　先接通电源后释放纸带(2)2.12　0.22　0.23解析　(1)上述操作中错误的一项是应先给打点计时器通电打点后释放纸带如果同时接通电源和释放纸带由于小车运动较快不利于数据的采集和处理无法得到物体完整的运动情况会对实验产生较大的误差．(2)xAC＝27.65 －19.20 ＝(27.65－19.20)×10－2；＝23.23 ＝23.23×10－2根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：v＝＝－2＝2.12 ；根据题意可知动能的增量为：＝－0＝＝0.22 ；重力做功等于重力势能的减小量因此有：ΔEp＝mgh＝0.1×9.8×0.2323 ＝0.23 某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律频闪仪每隔闪光一次如图所标数据为实际距离该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表．(当地重力加速度取小球质量m＝0.2 结果保留3位有效数字)时刻 t速度() 4.99 4.48 3.98 (1)由频闪照片上的数据计算t时刻小球的速度v＝________ (2)从t到t时间内重力势能增量＝________ 动能减少量＝________ (3)在误差允许的范围内若与近似相等即可验证机械能守恒定律．由上述计算得________ΔEk(选填“”“”或“＝”)造成这种结果的主要原因是_______________ _________________________________________________________．答案　(1)3.48　(2)1.24　1.28　(3)　存在空气阻力解析　(1)v＝－2＝3.48 (2)重力势能的增量＝mg代入数据可得＝1.24 动能减少量为＝－代入数据可得＝1.28 (3)由计算可得主要是由于存在空气阻力．(2016·北京)利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验． ①为验证机械能是否守恒需要比较重物下落过程中任意两点间的(　　)动能变化量与势能变化量速度变化量和势能变化量速度变化量和高度变化量除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外在下列器材中还必须使用的两种器材是(　　)交流电源　　　　　　　．刻度尺天平(含砝码)实验中先接通电源再释放重物得到图2所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C测得它们到起始点O的距离分别为h、h、h已知当地重力加速度为g打点计时器打点的周期为T.设重物的质量为m.从打O点到打B点的过程中重物的重力势能变化量＝________动能变化量＝________． ④大多数学生的实验结果显示重力势能的减少量大于动能的增加量原因是________利用公式v＝gt计算重物速度利用公式v＝计算重物速度存在空气阻力和摩擦力阻力的影响没有采用多次实验取平均值的方法某同学想用下述方法研究机械能是否守恒在纸带上选取多个计数点测量它们到起始点O的距离h计算对应计数点的重物速度v描绘v图像并做如下判断：若图像是一条过原点的直线则重物下落过程中机械能守恒请你分析论证该同学的判断是否正确．答案　①　②　③－mghm()2　④　⑤该同学的判断依据不正确解析　①根据机械能守恒定律可得mgh＝－0故需要比较动能变化量与势能变化量项正确；②电磁打点计时器使用的是交流电源故项正确；因为在计算重力势能变化量时需要用到纸带上两点之间的距离所以还需要刻度尺故项正确；根据mgh＝－0可得等式两边的质量抵消故不需要天平项错误；③重力势能改变量为E＝－mgh由于下落过程中是匀变速直线运动所以根据中间时刻速度规律可得B点的速度为v＝所以ΔE＝＝()2；④实验过程中存在空气阻力纸带运动过程中存在摩擦力项正确；⑤该同学的判断依据不正确在重物下落h的过程中若阻力f恒定根据mgh－f