2014高考物理一轮复习 实验六 验证机械能守恒定律专题精讲

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1、2014《金版教程》高考物理一轮复习实验专题精讲：实验六验证机械能守恒定律1.[2010·四川理综，22(2)]有4条用打点计时器(所用交流电频率均为50Hz)打出的纸带A、B、C、D，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的．为找出该纸带，某同学在每条纸带上选取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间的距离依次为s1、s2、s3.请你根据下列s1、s2、s3的测量结果确定该纸带为______．(已知当地的重力加速度为9.791m/s2)A．61.0mm　65.8mm　70.7mmB．41.2mm　45.1mm　53.0mmC．49.6mm　53

2、.5mm　57.3mmD．60.5mm　61.0mm　60.6mm解析：在“验证机械能守恒定律”实验中，物体做自由落体运动，相邻两段位移差为Δh＝s2－s1＝s3－s2＝gΔt2＝9.791×0.022m＝3.92mm，只有选项C中数据符合要求．答案：C2．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

3、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解析：在“验证机械能守恒定律”的实验中，需验证重力势能减少量mgh和动能增加量mv2之间的大小关系，若机械能守恒，则有mgh＝mv2成立，两边都有质量，可约去，即验证gh＝v2成立即可，故无需测质量，A选项多余，对E选项，测速度时，用的是纸带上的记录点间的距离和打点计时器打点的时间间隔，无需用秒表测量，因此E选项也多余．答案：AE3．在做“验证机械能守恒定律”实验时，发现重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的原因是(　　)A．选用的重锤质量过大B．选用的重锤质量过小C．空气对重锤的阻

4、力和打点计时器对纸带的阻力作用D．实验时操作不够细致，实验数据测量不准确解析：重锤和纸带下落过程中要克服阻力做功，因此重锤减少的重力势能略大于重锤增加的动能，故C正确．答案：C4．在验证机械能守恒定律的实验中，所用电源的频率为50Hz，某同学选择了一条较为理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图所示(O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D、E分别是每隔一个点取出的计数点)．根据纸带计算：(1)若重锤的质量为m，则重锤从开始下落到打B点时，减少的重力势能是________J；(2)重锤从开始下落到打B点时增加的动能是____J；(3)从(1)

5、、(2)数据可得出的结论是________；产生误差的主要原因是________________________．解析：(1)重锤从开始下落到打B点时减少的重力势能为ΔEp＝mgh＝mg·sOB＝m·9.8×0.1950J＝1.911mJ.(2)重锤打B点时的速度为vB＝(sAB＋sBC)/2T＝(0.0700＋0.0855)/(2×0.04)m/s＝1.944m/s则重锤从开始下落到打B点时增加的动能为ΔEk＝mv/2＝(1.944)2m/2J＝1.890mJ.(3)从(1)、(2)数据可以得出，在实验误差允许范围内重锤重力势能的减少量等于其动能的增加量，机械能

6、守恒．重锤减少的重力势能略大于其增加的动能的原因是：重锤在下落时要受到阻力的作用(打点计时器对纸带的摩擦阻力，空气阻力等)，重锤克服阻力做功要损失一部分机械能．答案：(1)1.911m　(2)1.890m　(3)在实验误差允许范围内重锤重力势能的减少量等于其动能的增加量，机械能守恒；重锤在下落时要受到阻力的作用(打点计时器对纸带的摩擦阻力，空气阻力等)5．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

7、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乙所示．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v5＝______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，由此得出的结论是______________；(3)若某同学作出的v2－h图象如图丙所示，则当地的实际重力加速度g＝________m/s2.图丙解析：(1)v5＝m/s＝2.4m/s.(2)动能的增加量ΔEk＝(m1＋m2)v＝0.58J；系

8、统势能的减