专题09利用阿特伍德机进行的实验-2023届高考物理实验模拟题专项集训

高考物理实验专题最新模拟题精练 专题9. 利用阿特伍德机进行的实验 1. （2023重庆第二次质检）用如图所示实验装置验证M、m（）组成的系统机械能守恒。两物块通过跨过轻质光滑定滑轮的轻绳相连；左边竖直放置两个光电门，其中光电门1固定不动，光电门2可以上下移动，两个光电门间距为h，挡光片的宽度为d，重力加速度为g。某次实验中挡光片通过光电门1的时间为，通过光电门2的时间为。 （1）若要验证系统机械能守恒，则需验证的表达式为___________（用M、m、g、d、h、、表示）； （2）通过计算发现系统动能的增加量总是略小于系统重力势能的减少量，原因是___________； （3）某兴趣小组发现也可通过该装置来测量g，通过g的测量值是否等于实际值来验证机械能守恒。调节光电门2的位置来改变h，并得到对应的，作出的图像如图乙所示，已知图像中直线的斜率为k，则测量重力加速度表达式为___________（用M、m、k表示）。 2. （2023辽宁铁岭六校协作体联考）某物理兴趣小组利用如图甲实验装置验证、组成的系统机械能守恒。从一定高度由静止开始下落，上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：O是打下的第一个点，打点计时器的工作频率为50Hz。A、B、C为纸带上标注的三个计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出）。各计数点到O点的距离已在图中标出。已知、（重力加速度g取，计算结果均保留一位小数） （1）关于上述实验，下列说法中正确的是______； A．重物最好选择密度较大的物块 B．重物的质量可以不测量 C．实验中应先释放纸带，后接通电源 D．可以利用公式来求解瞬时速度 （2）在纸带上打下计数点B时的速度v＝______m/s； （3）在打计数点O至B过程中系统动能的增加量______J，系统重力势能的减少量______J，实验结果显示略大于，那么造成这一现象的主要原因是_______。 （4）某同学根据选取的纸带的打点情况做进一步分析，做出获得的速度v的平方随下落的高度h的变化图像如图丙所示，据此可计算出当地的重力加速度g＝______。 3. （2022山东枣庄一模）某兴趣小组的同学对阿特伍德机进行了改进，用来验证机械能守恒定律，装置如图甲所示。两相同重物P、Q质量均为M、厚度均为d，轻绳一端与P连接，另一端穿过质量为m的薄片N上的小孔与Q连接，开始时在外力的作用下使系统（重物P、Q以及薄片N）保持静止状态，在N正下方h处固定一圆环，圆环正下方固定一光电门。 实验时，将系统由静止释放，运动中Q可以自由穿过圆环，N将被圆环挡住而立即停止运动，Q通过光电门时记录挡光时间为t。当地重力加速度为g。 （1）重物Q刚穿过圆环时的速度为__________； （2）如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为_________； （3）保持M、h不变，改变m（始终保证m<<M），重复上述操作，得到多组m、t，作出图线可求得当地重力加速度g，如图乙所示，若图线斜率为k，则g=_________。 4. （2022河南洛阳一模）用如图甲所示实验装置验证质量分别为、的物体组成的系统机械能守恒，物体从高处由静止开始下落，打点计时器在拖着的纸带上打下一系列的点，如图乙所示，0点是打下的第一个点，每相邻两计数点问还有4个点未画出，计数点问的距离如图乙所示，已知，，打点计时器所用电源的频率为50Hz（g取）（计算结果均保留三位有效数字）。 （1）在纸带上打“5”点时的速度___________m/s。 （2）在从打“0”点至打“5”点的过程中系统动能的增加量___________J，系统重力势能的减少量___________J。 5．（2022吉林长春重点高中质检）一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A和B，如图所示。一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。 令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球B释放时的高度h0=0.590 m，下降一段距离后的高度h=0.100 m；由h0下降至h所用的时间T=0.730 s。由此求得小球B加速度的大小为a=_______m/s2（保留3位有效数字）。 从实验室提供的数据得知，小球A、B的质量分别为100.0 g和150.0 g，当地重力加速度大小为g=9.80 m/s2。根据牛顿第二定律计算可得小球B加速度的大小为a′=_______m/s2（保留3位有效数字）。 可以看出，a′与a有明显差异，除实验中的偶然误差外，写出一条可能产生这一结果的原因：__________。 9．每空2分共6分 6.（2020陕西咸阳一模）实验小组利用以下方法对物体的质量进行间接测量，装置如图所示：一根轻绳跨过轻质定滑轮与两个相同的重物P、Q相连，