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通用2019版高考物理一轮复习备考第五章 机械能 微专题46 实验:验证机械能守恒定律备考精炼含答案


46 实验:验证机械能守恒定律 [方法点拨] 物理量. 要明确“谁”在“哪个过程”中机械能守恒,列出守恒方程,明确要测量的 1.(2018·湖北黄冈模拟)如图 1 甲所示,一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能 守恒定律”的实验,有一直径为 d、质量为 m 的金属小球从 A 处由静止释放,下落过程中能 通过 A 处正下方、固定于 B 处的光电门,测得 A、B 间的距离为 H(H? d),光电计时器记录 下小球通过光电门的时间为 t,当地的重力加速度为 g.则: 图1 (1)如图乙所示,用 20 分度的游标卡尺测得小球的直径 d=________ cm. 1 (2)多次改变高度 H,重复上述实验,作出 2随 H 的变化图象如图丙所示,当图中已知量 t0、 t H0 和重力加速度 g 及小球的直径 d 满足以下表达式:________________(用 t0、H0、g、d 表 示,四个量均取国际单位)时,可判断小球下落过程中机械能守恒. (3)实验中发现动能增加量 Δ Ek 总是稍小于重力势能减少量 Δ Ep,增加下落高度后,则 Δ Ep -Δ Ek 将________(选填“增加”“减小”或“不变”). 2.用如图 2 甲所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验时接通电源,质量为 m2 的重物从 高处由静止释放,质量为 m1 的重物拖着纸带打出一系列的点,图乙是实验中打出的一条纸 带,A 是打下的第 1 个点,计数点 E、F、G 到 A 点距离分别为 d1、d2、d3,每相邻两计数点 的时间间隔为 T,当地重力加速度为 g.(以下所求物理量均用已知符号表示) 图2 (1) 在 打 点 A ~ F 的 过 程 中 , 系 统 动 能 的 增 加 量 Δ Ek = Δ Ep = ________________________________ , 系 统 重 力 势 能 的 减 少 量 ________________________,比较 Δ Ek、Δ Ep 大小即可验证机械能守恒定律. (2)某同学根据纸带算出各计数点速度,并作出 -d 图象,如图丙所示,若图线的斜率 k= 2 __________________,即可验证机械能守恒定律. 3.(2017·四川成都模拟)某小组同学用简易装置验证机械能守恒定律,他们找来一块平整 且比较光滑的木板,从实验室借来打点计时器、刻度尺、小车和纸带.他们把木板搭在台 阶上.如图 3 甲安装好实验器材,得到如图乙所示的一条纸带. (1)在验证机械能是否守恒时,还需要测量台阶的高度 h 和台阶与地面间木板的长度 L,已 知纸带上相邻两计数点之间的时间间隔为 T,纸带上所标数据为已知量,可知该组同学需 要验证的机械能守恒的表达式为 _________________________(用题中所给物理量的字母表 示). v2 图3 (2)在该实验中下列说法正确的是________. A.该实验中先接通电源,后释放小车 B.由于摩擦力对实验结果有影响,所以把木板搭在台阶上是为了平衡摩擦力 C.由于阻力的存在,该实验中小车增加的动能一定小于小车减少的重力势能 D.在该实验中还需要用天平测量小车的质量 4.某同学利用如图 4 甲所示装置来验证机械能守恒定律,器材为:铁架台,约 50 cm 的不 可伸长的细线,带孔的小铁球,光电门和计时器 ( 可以记录挡光的时间 ) ,量角器,刻度 尺,游标卡尺. 实验前先查阅资料得到当地的重力加速度为 g,再将细线穿过小铁球,悬挂在铁架台的横 杆上,在小球轨

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