专题24 验证机械能守恒定律（练）-2019年高考物理一轮复习讲练测 14页

‎ ‎ 第24讲 验证机械能守恒定律——练 ‎1．如图甲，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以验证机械能守恒定律。某同学设计了图乙装置来完成同样的实验。‎ ‎（1）下列关于图乙装置的说法中,能减小实验误差的是______.‎ A． 用夹子夹住纸带上端避免手提纸带因抖动而造成摩擦的增大 B． 用复夹和铁架台台面固定住打点计时器能使装置更加稳定 C． 选用重锤连接纸带要比用夹子和重物连接纸带下落时阻力小 D． 用图乙方式可以节省纸带，让点迹更为密集 ‎（2）图丙是某次实验所得到的一条点迹较为清晰的纸带的一段,经过测量计算后,某同学画出了如图丁所示的E−h图线,则他所画图线选取的零势能点为图丙中打点计时器打下______(选填“1点”或“11点”)时物体所在的位置，图丁中表示动能随高度变化的曲线为______选填“图线A”或“图线B”)，‎ ‎（3）图丁中的h1=58.5mm和h2=390.0mm两处机械能E1与E2大小关系为E1______E2(选填“大于”、“等于”或“小于”).‎ ‎【答案】 ABC11点图线B小于 ‎【解析】‎ ‎ (3)机械能等于动能与势能之和,通过图线发现,在横坐标分别为58.5mm 、390.0mm 处,两图线的纵坐标之和在处大,所以 .‎ 因此，本题正确答案是:(1)ABC,(2)11点,图线B,(3)小于.‎ ‎2．探究小组利用传感器研究小球在摆动过程中的机械能守恒规律，实验装置如图所示．在悬点处装有拉力传感器，可记录小球在摆动过程中各时刻的拉力值．忽略摆线的质量和摆动过程中摆线长度的变化，重力加速度为g，实验过程如下：‎ ‎（1）测量小球质量m和摆线长L；‎ ‎（2）为了测量小球在最低点的速度大小，小组成员将小球拉至某一高度h处无初速释放，在传感器采集的数据中提取最大值为F，则小球在最低点的速度表达式为v=__（用F等测定的物理量符号表达），若考虑小球的大小不可忽略，则该速度的计算值与实际值相比较__（填写“偏大”、“偏小”或“相等”）．‎ ‎（3）小球从释放到最低点的过程中机械能守恒的表达式为__．（用测定物理量的符号表达）‎ ‎【答案】 ； 偏小； ;‎ ‎【解析】（2）当小球运动到最低点时，拉力最大，根据F﹣mg=m得，‎ 则小球在最低点的速度表达式为v=．‎ 若考虑小球的大小不可忽略，即实际L值变大，而计算时，仍代入L，导致计算值小于实际值；‎ ‎（3）根据下摆过程中，减小的重力势能转化为动能的增加，即为：，‎ 而v=，则有：FL=mg（2h+L）。‎ ‎3．在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m＝1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度g＝9.80m/s2.那么：‎ ‎(1)纸带的________端(选填“左”或“右”)与重物相连；‎ ‎(2)根据图上所得的数据，从O点到B点，重物重力势能减少量ΔEp＝________J，动能增加量ΔEk＝________J(结果取3位有效数字)；‎ ‎(3)实验的结论是_____________。‎ ‎【答案】 左 1.88 1.84 在误差范围内，重物下落过程中机械能守恒 ‎【点睛】根据相等时间内的位移越来越大，确定纸带的哪一端与重物相连．根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度得出速度的大小，从而得出动能的增加量，根据下降的高度求出重力势能的减小量。‎ ‎4．图乙为利用气垫导轨验证机械能守恒定律的实验装置．‎ ‎（1）实验前先要调整导轨水平，简述调整方法___________________________．‎ ‎（2）用游标卡尺测遮光板的宽度，如图丙所示，则遮光板的宽度L=_______________cm。‎ ‎（3）若本实验中，已知钩码质量m，由光电计时器测得遮光板先后通过两个光电门(如图甲所示)的时间分别为Δt1、Δt2，为验证机械能守恒定律，除此以外还应测出__________________________．(‎ 写出相应的物理量及其符号)‎ ‎（4）实验时，将滑块从光电门1左侧某位置由静止释放(如图乙所示)，若滑块、钩码系统的机械能守恒，则应有关系式____________________________成立．(用上述已知的和测得的各物理的字母表示，已知当地的重力加速度为g)‎ ‎【答案】 不挂钩码、接通气垫导轨的气源后轻推滑块看是否做匀速运动(或看滑块是否能在不同位置处都能保持静止) 0.27cm 滑块质量M和两个光电门间的距离x mgx＝ (M＋m)[( )2－()2]‎ ‎【解析】(1) 不挂钩码、接通气垫导轨的气源后轻推滑块看是否做匀速运动(或看滑块是否能在不同位置处都 系统的动能变化为：‎ 滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少△Ep=mgx 如果重力势能减小量等于动能增加量，即，则可认为验证了机械能守恒定律，通过要验证的表达式可知，还要测量滑块质量M和两个光电门间的距离x。‎ 点晴：解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读，由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，根据功能关系得重力做功的数值等于重力势能减小量，要注意本题的研究对象是系统。‎ ‎5．小明同学利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律，A为装有挡光片的钩码，总质量为M，挡光片的挡光宽度为b，轻绳一端与A相连，另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为m(m