【优化指导】2022高考物理总复习 第5章 第6讲 实验：验证机械能守恒定律课时演练 新人教版

【优化指导】2022高考物理总复习第5章第6讲实验：验证机械能守恒定律课时演练新人教版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2．(1)在“验证机械能守恒定律”实验中，打出的纸带如图所示．设重锤质量为m，交流电源周期为T，则打点4时重锤的动能可以表示为________．(2)为了求起点0到点4重锤的重力势能变化，需要知道重力加速度g的值，这个g值应该是(　　)A．取当地的实际g值B．根据打出的纸带，用Δx＝gT2求出C．近似取10m/s2即可D．以上说法均不对5\n(2)实验中产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器的摩擦阻力，使重锤获得的动能往往__________它所减小的重力势能(填“大于”、“小于”或“等于”)．(3)如果以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出v2/2h图线是一条通过坐标原点的倾斜直线，该直线的斜率是__________．4.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0.05s闪光一次，图中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9.8m/s2，小球质量m＝0.2kg，计算结果保留三位有效数字)：时刻t2t3t4t5速度(m/s)4.994.483.98(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5＝__________m/s；(2)从t2到t5时间内，重力势能增量ΔEp＝__________J，动能减少量ΔEk＝__________J；(3)在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算得ΔEp__________ΔEk(选填“>”、“<”或“＝”)，造成这种结果的主要原因是________________________________________________________________________5\n________________________________________________________________________.解析：(1)t5时刻小球的速度v5＝×10－2m/s＝3.48m/s；(2)从t2到t5时间内，重力势能增量ΔEp＝mgh25＝0.2×9.8×(23.68＋21.16＋18.66)×10－2J＝1.24J，动能减少量ΔEk＝mv－mv＝1.28J；(3)ΔEp<ΔEk，造成这种结果的主要原因是存在空气阻力．答案：(1)3.48　(2)1.24；1.28　(3)<；存在空气阻力5.用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，质量mkg的重物拖着纸带由静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列点，在纸带上选取三个相邻计数点A、B、C，相邻计数点时间间隔为0.10s，O是重物刚开始下落时打下的第一个点，计数点间的距离如图乙所示．(g取9.8m/s2，结果保留两位有效数字)甲乙(1)在纸带上打下计数点B时的速度v＝________m/s；(2)在打点O到B的过程中，重物动能的增加量ΔEk＝________mJ，重物重力势能的减少量ΔEp＝________mJ；(3)实验中误差产生的原因有________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(写出两个原因即可)解析：(1)由vB＝及xAC＝64.00cm，T＝0.10s可解得vB＝3.2m/s.5\n(2)从O到B的过程中，重物动能的增量：ΔEk＝mv＝5.1mJ；重物重力势能的减少量：ΔEp＝mghOB＝5.3mJ.(3)空气阻力；纸带受到打点计时器的阻力作用；用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差(任选其二)．答案：(1)3.2　(2)5.1　5.3　(3)见解析6．如图所示是“用DIS实验系统研究机械能守恒定律”的实验装置，完成下列有关问题：(1)本实验中，采用的传感器是________(填写传感器名)．(2)本实验中，先选取零势能面再进行实验，则零势能面位置的选取对验证摆锤动能与重力势能之和为常数________影响．(选填“有”或“无”)(3)每次都准确从同一位置静止释放摆锤，改变传感器安装的高度，以同一零势能面测得四个不同位置的重力势能和动能的数据.动能(×10－2J)重力势能(×10－2J)机械能(×10－2J)0.007.507.502.465.007.464.912.507.417.340.007.34分析实验数据可以发现，动能与势能之和(机械能)随测量位置的不同而不断减小，其可能的原因是：________________________________________________________________________________________________________________________________________.5\n5