2018年秋东方思维高三物理第一轮复习课时跟踪练:第五章第六讲实验六:验证机械能守恒定律 Word版含解析.pdf
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1、第五章第五章 机械能机械能 第六讲第六讲 实验六:验证机械能守恒定律实验六:验证机械能守恒定律 课时跟踪练课时跟踪练 1(2018郴州模拟郴州模拟)如图所示为“验证机械能守恒定律”的实验 装置示意图现有的器材为 : 带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸 带、带铁夹的重锤、天平回答下列问题: 如图所示为“验证机械能守恒定律”的实验 装置示意图现有的器材为 : 带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸 带、带铁夹的重锤、天平回答下列问题: (1)(多选多选)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有 _(填入正确选项前的字母填入正确选项前的字母) A米尺 米尺
2、 B秒表秒表 C012 V 的直流电源的直流电源 D012 V 的交流电源的交流电源 (2)实验中误差产生的原因有实验中误差产生的原因有_(写出两个 原因 写出两个 原因) 解析:解析:(1)需要米尺来测量纸带上的点之间的距离,电磁打点计 时器需用交流电源,故 需要米尺来测量纸带上的点之间的距离,电磁打点计 时器需用交流电源,故 A、D 正确正确 (2)纸带与电磁打点计时器之间存在摩擦力;测量两点之间 距离时的读数有误差;计算势能变化时,选取的两点距离过近; 交流电源频率不稳定 纸带与电磁打点计时器之间存在摩擦力;测量两点之间 距离时的读数有误差;计算势能变化时,选取的两点距离过近; 交流电源
3、频率不稳定(选取两个原因即可)选取两个原因即可) 答案:答案:(1)AD (2)见解析见解析 2(2018邵阳模拟邵阳模拟)如图甲是“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 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 如图甲是“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 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t, 再用游标卡尺测出小圆柱的直径, 再用游标卡尺测出小圆柱的直径 d, 如图 乙所示,重力加速度为 , 如图 乙所示
4、,重力加速度为 g.则则 (1)小圆柱的直径小圆柱的直径 d_cm. (2)测出悬点到圆柱重心的距离测出悬点到圆柱重心的距离 l,若等式,若等式 gl_成立, 说明小圆柱下摆过程机械能守恒 成立, 说明小圆柱下摆过程机械能守恒 (3)若在悬点若在悬点 O 安装一个拉力传感器,测出绳子上的拉力安装一个拉力传感器,测出绳子上的拉力 F,则 要验证小圆柱在最低点的向心力公式还需要测量的物理量是 ,则 要验证小圆柱在最低点的向心力公式还需要测量的物理量是 _(用 文 字 和 字 母 表 示用 文 字 和 字 母 表 示 ), 若 等 式, 若 等 式 F _成立,则可验证小圆柱在最低点的向心力公式成立
5、,则可验证小圆柱在最低点的向心力公式 解析:解析:(1)小圆柱的直径小圆柱的直径 d10 mm20.1 mm10.2 mm1.02 cm. (2)根据机械能守恒定律得根据机械能守恒定律得 mgl mv2, 所以只需验证, 所以只需验证 gl v2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 ,就说明小圆柱下摆过程中机械能守恒,就说明小圆柱下摆过程中机械能守恒 ( d d t t) 2 2 (3)若测量出小圆柱的质量若测量出小圆柱的质量 m, 则在最低点由牛顿第二定律得, 则在最低点由牛顿第二定律得 F mgm,若等式,若等式 Fmg成立,则可验证小圆柱在最低点的成立,则可验证小圆柱在最低点
6、的 v v2 l l m md d2 2 l lt t2 2 向心力公式向心力公式 答案:答案:(1)1.02 (2) (3)小圆柱的质量小圆柱的质量 m mg 1 1 2 2( d d t t) 2 2 m md d2 2 l lt t2 2 3在“验证机械能守恒定律”的实验中,使质量在“验证机械能守恒定律”的实验中,使质量 m200 g 的重 物自由下落, 打点计时器在纸带上打出一系列的点, 选取一条符合实 验要求的纸带如图所示 的重 物自由下落, 打点计时器在纸带上打出一系列的点, 选取一条符合实 验要求的纸带如图所示O 为纸带下落的起始点,为纸带下落的起始点,A、B、C 为纸带 上选取
7、的三个连续的点已知打点计时器每隔 为纸带 上选取的三个连续的点已知打点计时器每隔 T0.02 s 打一个点, 当地的重力加速度为 打一个点, 当地的重力加速度为 g 取取 9.8 m/s2,那么:,那么: (1)计算计算 B 点瞬时速度时, 甲同学采用点瞬时速度时, 甲同学采用 v 2gxOB, 乙同学采用, 乙同学采用 vB 2 2B B ,其中,其中_(选填“甲”或“乙”选填“甲”或“乙”)同学所选择的方法更符合同学所选择的方法更符合 x xA AC C 2 2T T 实验的要求实验的要求 (2)在计算重力势能时,关于重力加速度在计算重力势能时,关于重力加速度 g 的数值,丙同学用当 地的
8、实际重力加速度代入,丁同学通过对纸带上的数据进行分析计 算,用纸带下落的加速度代入,其中 的数值,丙同学用当 地的实际重力加速度代入,丁同学通过对纸带上的数据进行分析计 算,用纸带下落的加速度代入,其中_(选填“丙”或“丁”选填“丙”或“丁”) 同学的做法是正确的同学的做法是正确的 (3)某同学想根据纸带上的测量数据进一步计算重物和纸带下落 过程中所受到的阻力, 他先算纸带下落的加速度, 进而算出阻力 某同学想根据纸带上的测量数据进一步计算重物和纸带下落 过程中所受到的阻力, 他先算纸带下落的加速度, 进而算出阻力 Ff _ N(保留一位有效数字保留一位有效数字) 解析 :解析 : 由该实验的
9、原理可知,实验中的速度不能用自由落体运动 规律来计算, 因此乙同学的方法更符合实验要求 由于要验证机械能 守恒定律,因此要代入当地的重力加速度,而不是纸带的加速度,所 以丙同学的做法正确 ; 由牛顿运动定律结合纸带中得到的实际加速度 可以计算出阻力 由该实验的原理可知,实验中的速度不能用自由落体运动 规律来计算, 因此乙同学的方法更符合实验要求 由于要验证机械能 守恒定律,因此要代入当地的重力加速度,而不是纸带的加速度,所 以丙同学的做法正确 ; 由牛顿运动定律结合纸带中得到的实际加速度 可以计算出阻力 答案:答案:(1)乙 乙 (2)丙 丙 (3)0.06 4(2018青岛模拟青岛模拟)在用
10、落体法验证机械能守恒定律时,某同学 按照正确的操作选得纸带如图所示其中 在用落体法验证机械能守恒定律时,某同学 按照正确的操作选得纸带如图所示其中 O 是起始点,是起始点,A、B、C 是是 打点计时器连续打下的打点计时器连续打下的 3 个点, 电源频率为个点, 电源频率为 50 Hz.该同学用毫米刻度 尺测量 该同学用毫米刻度 尺测量 O 到到 A、B、C 各点的距离,并记录在图中各点的距离,并记录在图中(单位单位 cm) (1)这三个数据中不符合读数要求的是这三个数据中不符合读数要求的是_,应记作,应记作 _cm. (2)该同学用重锤在该同学用重锤在 OB 段的运动来验证机械能守恒, 已知当
11、地的 重力加速度 段的运动来验证机械能守恒, 已知当地的 重力加速度 g9.80 m/s2,他用,他用 AC 段的平均速度作为跟段的平均速度作为跟 B 点对应的 物体的瞬时速度, 则该段重锤重力势能的减少量为 点对应的 物体的瞬时速度, 则该段重锤重力势能的减少量为_, 而动能 的增加量为 , 而动能 的增加量为_(均保留三位有效数字,重锤质量用均保留三位有效数字,重锤质量用 m 表示表示), 这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量 , 这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量_动能的增加 量,原因是 动能的增加 量,原因是_ 解析 :解析 : (1)本实验测量长度用的是毫米刻度尺,故三个数
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