2年模拟浙江专用2022届高三物理一轮复习第5章第6讲实验六：验证机械能守恒定律练习

第6讲　实验六:验证机械能守恒定律时间:30分钟　　分值:35分非选择题(共35分)1.(2022浙江建人高复月考,15)(8分)用如图甲所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两个计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图中所示。已知m1=50g、m2=150g,则:(g取10m/s2,结果保留两位有效数字)①在纸带上打下计数点5时的速度v=　　　　m/s; ②在打点0~5过程中系统动能的增加量ΔEk=　　　J,系统势能的减少量ΔEp=　　　　J; ③若某同学作出的v2-h图像如图所示,则当地的实际重力加速度g=　　　　m/s2。 2.(2022浙江温州十校月考,18)(9分)用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,有输出电压为6V、频率为50Hz的交流电和输出电压为6V的直流电两种。质量为0.300kg的重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。(g取9.8m/s2)5\n下面列举了该实验的几个操作步骤:A.按照图示的装置安装器件;B.将打点计时器接到输出电压为6V的直流电上;C.松开手释放纸带,然后接通电源开关,打出一条纸带;D.更换纸带重做几次,选择清晰的纸带进行测量;E.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。(1)指出其中操作不当的一个步骤,将其对应的字母填在下面的空行内,并写上正确的步骤或改正意见。(2)实验中得到如图乙所示的纸带,根据纸带可计算得知,重锤从B点到D点过程中重力势能减少量等于J。(结果保留三位有效数字) (3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减少的重力势能总是大于重锤动能的增加量,其原因主要是　　　　　　　　　。 3.(2022浙江嘉兴期末,14)(8分)在“验证机械能守恒定律”实验中,小伟所用实验装置如图甲所示。5\n(1)从仪器结构和电源使用情况来看,该打点计时器是　　　　　　　　。(填“电磁打点计时器”或“电火花打点计时器”) (2)实验使用频率为50Hz的交流电源,在实验各项操作正确的情况下,得到的纸带如图乙所示。小伟选取纸带上某点为计时起点,并记为计数点0,后按纸带实际打出的点取计数点,依次记为1、2、3、4、5、6、7、8,并将测量所得的每个计数点离计数点0的距离记录于下表中。现已求得部分打下计数点时纸带的瞬时速度大小,并记入表中。根据题目信息,完成下列各小题。计数点01234567位置/cm00.882.153.745.788.3611.2414.26速度/(m/s)0.540.711.151.371.48①打下计数点3时纸带的瞬时速度大小为　　　m/s;(答案保留两位小数) ②小伟选取计数点0至计数点6为研究过程,根据表中的数据,他的推算过程如下,而老师在点评时却说小伟是错误的。你认为老师点评小伟错误的理由是什么?答:　。 ΔEp=mgΔh=m×9.8×0.1124=1.10mΔEk=mv2-0=m(1.48)2-0=1.10m所以机械能守恒4.(2022浙江学勉中学期中,16)(10分)某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为频率为50Hz的交流电。重物从高处由静止开始下落,重物上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。则:(1)该同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析,如图乙所示。其中O点为起始点,A、B、C、D、E、F为六个连续的计数点。根据图中数据,当打B点时重物的速度v=　　　　m/s,计算出对应的v2/2=　　　　m2/s2;gh=　　　　m2/s2,可认为在误差范围内存在关系式　　　　　　,即可验证机械能守恒定律。(g=9.8m/s2) 5\n(2)该同学继续根据纸带算出各点的速度v,量出下落距离h,并以v2/2为纵轴、以h为横轴画出图像,应是图中的　　　　。 非选择题1.答案　①2.4　②0.58　0.60　③9.7解析　①相邻两计数点的时间间隔T=0.1s,打下计数点5时的速度v5=m/s=2.4m/s②在打点0~5过程中系统动能的增加量ΔEk=(m1+m2)=0.58J,系统势能的减少量ΔEp=(m2-m1)gh=0.60J。③由(m1+m2)v2=(m2-m1)gh可得-h图线的斜率k=g,解得g=9.7m/s2。2.答案　(1)B:打点计时器应该使用交流电(或C:应该先通电再释放纸带)(2)0.271(3)实验过程中存在摩擦阻力解析　(1)打点计时器应该使用交流电;要先接通电源开关,然后再松开手释放纸带,该次序不能颠倒。(2)重锤从B点到D点过程中重力势能减少量:ΔEp=mgh=0.300×9.8×(0.0442+0.0480)J=0.271J。(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减少的重力势能总是大于重锤动能的增加量,其原因主要是实验过程中存在摩擦阻力。3.答案　(1)电磁打点计时器　(2)①0.91　②打下计数点0时的速度(或动能)不为零5\n解析　(1)只有电磁打点计时器才需要接在学生电源上,电火花打点计时器直接接在220V的交流电源上。(2)①打下计数点3时纸带的瞬时速度为v3=m/s=0.91m/s。②小伟同学计算动能变化时,默认打下计数点0时的速度等于零,实际并不为零。4.答案　(1)1.84　1.69　1.74　v2=gh　(2)C解析　(1)对匀变速直线运动,中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度,因为B为AC段的中间时刻,有vB==1.84m/s,对应的=m2/s2=1.69m2/s2;而gh=9.8×17.80×10-2m2/s2=1.74m2/s2,故可认为在误差范围内存在=gh。(2)重锤下落的过程中,若机械能守恒,则有mgh=mv2,即v2=gh。以为纵轴,以h为横轴,则v2=gh对应的图像为过原点的倾斜直线,故选项C正确。5