2014鲁科高考物理《第2章第3节能量守恒定律》随堂练习 3页

‎ 第3节 能量守恒定律 验证机械能的转化和守恒 ‎1．在用自由落体运动“验证机械能的转化和守恒”的实验中，下列物理量要通过工具测量或计算得到的有 (　　)．‎ A．重物的质量 B．重力加速度 C．重物下落的高度 D．与重物下落高度对应的重物的瞬时速度 解析　通过实验原理可知，重物下落的高度要用毫米刻度尺直接测量，并利用测量数据计算出下落这一高度对应的瞬时速度，故需用工具测量的是C，通过计算得到的是D.实验验证的是mv2是否等于mgh，即验证v2是否等于gh，故不必测量重物的质量m.‎ 答案　CD 图2－3－5‎ ‎2．用如图2－3－5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，输出电压为6 V的交流电和直流电两种．重物从高处由静止开始下落，重物拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点进行测量，即可验证机械能守恒定律．‎ 下面列举了该实验的几个操作步骤：‎ A．按照图2－3－5所示的装置安装器件 B．将打点计时器接到电源的直流输出端上 C．用天平测量出重物的质量 D．释放纸带，同时接通电源开关打出一条纸带 E．测量打出的纸带上某些点之间的距离 F．根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 ‎(1)指出其中没有必要进行或者操作不恰当的步骤，将其对应的字母填在横线上，并说明原因_____________________________________________________ ‎ ‎________________________________________________________________.‎ ‎(2)利用这个装置也可以测量重物下落的加速度a的数值，如图2－3－6所示．根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为 x0，点A、C间的距离为x1，点C、E间的距离为x2，交流电源的频率为f，则根据这些条件计算重物下落的加速度a的表达式为a＝________．‎ 图2－3－6‎ ‎(3)在上述验证机械能守恒定律的实验中发现，重物减小的重力势能总是大于重物动能的增加，其原因主要是因为在重物下落的过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小．若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g，还需要测量的物理量是________．试用这些物理量和图2－3－6纸带上的数据符号表示出重物在下落过程中受到的平均阻力的大小F＝________．‎ 解析　(1)打点计时器应接到电源的交流输出端，B错误；验证机械能守恒定律只需验证mgh＝mv2，即gh＝v2即可，因此不用测量重物的质量，步骤C多余；应先接通电源，再放开纸带，D错误．‎ ‎(2)由题意得计时点间的时间间隔T＝，则点B、D的瞬时速度分别为vB＝＝，vD＝＝，‎ 则加速度a＝＝.‎ ‎(3)由牛顿第二定律得ma＝mg－F，‎ 故F＝mg－ma＝m，‎ 则还需测量的物理量是重物的质量m.‎ 答案　(1)见解析　(2)　(3)重物的质量m　m 机械能守恒定律的理解及应用 ‎3．如图2－3－7所示，下列关于机械能是否守恒的判断错误的是 (　　)．‎ 图2－3－7‎ A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，机械能守恒 B．乙图中，物体B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，机械能守恒 C．丙图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升的过程中，A、B机械能守恒 D．丁图中，小球由水平位置A处由静止释放，运动到B处的过程中，机械能守恒 解析　‎ 答案　A 能量守恒定律的应用 ‎4.图2－3－8‎ 如图2－3－8所示，滑块从A点由静止开始沿曲面下滑，过O点后滑至右边曲面B点时的速度恰好等于零，O点附近光滑，滑块经过O点时不发生碰撞．若滑块从B点以某一速度v沿原路径往回滑，到达A点时的速度也恰好为零．求A、B两点间的高度差．(假设滑块从A点到B点与从B点到A点因摩擦而产生的内能相同)‎ 解析　‎ 答案