【物理】2020届一轮复习人教版实验五验证机械能守恒定律作业 4页

‎2020届一轮复习人教版 实验五验证机械能守恒定律 作业 ‎1．(2018·南通市等七市三模)用图13甲所示的“实验装置验证机械能守恒定律”．气垫导轨上A处安装了一个光电门，滑块上固定一遮光条，滑块用绕过气垫导轨左端定滑轮的细线与钩码相连，每次滑块都从同一位置由静止释放，释放时遮光条位于气垫导轨上B位置的上方．‎ 图13‎ ‎(1)某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d＝________mm.‎ ‎(2)实验中，接通气源，滑块静止释放后，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为t，测得滑块(包括遮光条)质量为M，钩码质量为m，A、B间的距离为L.在实验误差允许范围内，钩码减小的重力势能mgL与__________(用直接测量的物理量符号表示)相等，则机械能守恒．‎ ‎(3)下列不必要的一项实验要求是________(请填写选项前对应的字母)．‎ A．滑块必须由静止释放 B．应使滑块(包括遮光条)的质量远大于钩码的质量 C．已知当地重力加速度 D．应使牵引滑块的细线与气垫导轨平行 ‎(4)分析实验数据后发现，系统增加的动能明显大于钩码减小的重力势能，原因是___________‎ ‎_________________________________________________________________________.‎ 答案　(1)2.75　(2)　(3)B ‎(4)气垫导轨右端偏高 ‎2．(2018·南京市学情调研)“验证机械能守恒定律”的实验装置如图14所示．‎ 图14‎ ‎(1)甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图15所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点．从纸带上A点开始每隔一个计时点取一个计数点，取得两个计数点B和C.该同学用刻度尺测得OA＝9.62cm，OB＝15.89cm，OC＝23.64cm.已知打点计时器每隔0.02s打一个点，重物的质量为1.00kg，取g＝9.80m/s2.在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量ΔEp＝________J；重物的动能增加量ΔEk＝______J；(结果均保留三位有效数字)‎ 图15‎ ‎(2)乙同学利用该实验装置测定当地的重力加速度．他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以v2为纵轴画出了如图16所示的图线．图线明显偏离原点，若测量和计算都没有问题，其原因可能是________．‎ 图16‎ 乙同学测出该图线的斜率为k，如果阻力不可忽略，则当地的重力加速度g________k(选填“大于”“等于”或“小于”)．‎ 答案　(1)1.56　1.54　(2)先释放的重物，再接通的打点计时器电源　大于 ‎3．(2018·沛县中学调研)如图17是“验证机械能守恒定律”的实验．小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定．将轻绳拉直至水平后由静止释放．在最低点附近放置一组光电门，测出小圆柱运动到最低点的挡光时间Δt，再用游标卡尺测出小圆柱的直径d，重力加速度为g.则：‎ 图17‎ ‎(1)测出悬点到圆柱重心的距离l，若等式gl＝________成立，说明小圆柱下摆过程机械能守恒；‎ ‎(2)若在悬点O安装一个拉力传感器，测出绳子上的拉力F，则验证小圆柱做圆周运动在最低点向心力的公式还需要测量的物理量是________________________(用文字和字母表示)，若等式F＝______________________成立，则可验证小圆柱做圆周运动在最低点向心力的公式．‎ 答案　(1)　(2)小圆柱的质量m　mg＋m 解析　(1)根据机械能守恒定律应有mgl＝mv2，其中v＝，解得gl＝()2＝ ‎(2)根据牛顿第二定律有F－mg＝＝m，解得F＝mg＋m，可见还需要测量小圆柱的质量m，才能求出绳子的拉力．‎ ‎4.(2018·扬州中学月考)某同学利用如图18所示装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验．A、B是质量均为m的小物块，C是质量为M的重物，A、B间由竖直轻弹簧相连，A、C间由轻质细绳相连．在物块B下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连．当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物C的速度．整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为g.实验操作如下：‎ 图18‎ ‎(1)开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零．现释放C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C的速度为v.‎ ‎(2)在实验中保持A、B质量不变，改变C的质量M，多次重复第(1)步．‎ ‎①该实验中，M和m大小关系必需满足M__________m(选填“小于”“等于”或“大于”)．‎ ‎②为便于研究速度v与质量M 的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应________(选填“相同”或“不同”)．‎ ‎③根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出________(选填“v2－M”“v2－”或“v2－”)图线．‎ ‎④根据③问的图线知，图线在纵轴上截距为b，则弹簧的劲度系数为________(用题给的已知量表示)．‎ 答案　(2)①大于　②相同　③v2－　④ 解析　(2)①根据题意，确保压力传感器的示数为零，因此弹簧要从压缩状态到伸长状态，那么C的质量M要大于A的质量m.‎ ‎②刚要释放C时，弹簧处于压缩状态，mg＝k·Δx1‎ 压力传感器示数刚好为零时，弹簧的拉力为F＝mg＝k·Δx2，‎ 因此弹簧的形变量为Δx＝Δx1＋Δx2＝＋＝，不论C的质量如何变化，要使压力传感器示数为零，则A上升高度Δx＝，C下降高度为Δx，故C下降高度相同．‎ ‎③选取A、C及弹簧为系统，根据机械能守恒定律，则有：(M－m)g·＝(M＋m)v2，‎ 整理得，v2＝－·＋，‎ 为得到线性关系图线，因此应作出v2－图线．‎ ‎④由上述表达式可知，＝b，解得k＝.‎