高考物理新课标一轮复习训练：实验6验证机械能守恒定律含解析

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1、高考真题E?31.(2013-海南卷)某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律.已知打点计时器所用电源的频率为50圧，当地重力加速度为g=9.80加&.实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图乙所示.纸带上的第一个点记为O,另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和he的值.回答下列问题(计算结果保3位有效数字):(1)打点计时器打B点时，重物速度的大小Vb=mis；(2)通过分析该同学测量的实验数据，他的实验结果是否验证了机械能守恒定律？简要说明分析的依据.打点计时

2、器飞^纸带4-重物OABC•^70ca4V1UQACOcm乙解析：(1)由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知VB=he—Ha2T由电源频率为50氐可知T=0.025,代入其他数据可解得Vb=3・90mis.(2)本实验是利用自由落体运动验证机械能守恒定律，只要在误差允许范围内，重物重力势能的减少等于其动能的增加，即可验证机械能守恒定律.选B点分析，由于pnvB^7.61m,mghB=7.70m,故该同学的实验结果近似验证了机械能守恒定律.答案：(1)3.90(2)见解析1.(2014•广东理综)某

3、同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系・①如图甲，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加舷码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表，由数据算得劲度系数k=N/m.(g取9.8m/s2)祛码质量/g50100150弹簧长度/c/n8.627.636.66②取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图乙所示；调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小③用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量X；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度V,释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为①重复③中的

4、操作，得到V与X的关系如图丙，由图可知，V与X成关系.由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的成正比.解析:①根据Fi=mg=kxJxi,F2=2mg=kiJx2,有JF=F2—Fi=k/X2—k/xi,则ki=49.5N/m9同理求得k2=50.5N/m9则劲度系数k=kl^k2=50Nltn・②使滑块通过两个光电门时的速度相等，就可以认为滑块离开弹簧后做匀速直线运动.③弹性势能转化为滑块的动能.④图线是过原点的直线，所以成正比，弹性势能转化为动能，即忙弹=

5、mv2,弹性势能与速度的平方成正比，则弹

6、性势能与压缩量的平方成正比.答案:①5QNIm②相等③动能④正比压缩量的平方尔/刖mJ*・・・・.・ZZ/Z//Z//Z//ZZ/Z////甲3.(2013-新课标全国II)某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连;弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘,如图甲所示.向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面.通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能.回答下列问题：(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势

7、能咼与小球抛出时的动能町相等.已知重力加速度大小为g・为求得至少需要测量A.小球的质量mB.小球抛出点到落地点的水平距离sC.桌面到地面的高度hD.弹簧的压缩量/xE.弹簧原长1。（2）用所选取的测量量和已知量表示E&,得氐=（3）图乙中的直线是实验测量得到的s-Jx图线.从理论上可推出，如果h不变，m增加，s-Jx图线的斜率会（填“增大”“减小”或“不变”）;如果m不变，h增加，s—Jx图线的斜率会（填“增大”“减小”或“不变”）.由图乙中给出的直线关系和E&的表达式可知，E。与/x的次方成正比.解析：（1）

8、通过计算小球离开桌面的动能来间接知道弹性势能，即通过测小球的质量m、小球平抛运动的高度h和S^,所以动能已尸知店绘2.;而从理论上E“与/x水平位移s来计算初速度，从而求得动能./、B、C正确.（2）据s=v（）t禾7h=^gt2得v（）=（3）据Ep=E«=

9、mv：=^F^有关，当/x不变时，Ep也不变，据s=/牛g可知h不变，m增大时s减小，S-Jx图线的斜率减小；同理得：当m不变，h增大时，S-Jx图线的斜率增大.rnca由于s与/x成正比，而Ep=彳山，即E。与s的二次方成正比,所以Ep与Jx的二次

10、方成正比.答案：(l)ABC⑵時(3)减小增大二