第六章 实验6 验证机械能守恒定律-【直击双1流】2024高考物理一轮复习讲义训练题组

实验 6　 验证机械能守恒定律 A 组 课时专练 1. (2022·福建省福建师范大学附属中学期中) 某同学用如图甲 所示的实验装置验证机械能守恒定律,实验所用的电源为学生 电源,可供输出电压为 6 V 的交流电和直流电两种,交流电的频 率为 50 Hz。 重锤从高处由静止开始下落,打点计时器在重锤 拖着的纸带上打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即 可验证机械能守恒定律。 甲 (1) 该同学进行了下面几个操作步骤: A. 按照图示的装置安装器件 B. 将打点计时器接到电源的“直流输出” 上 C. 用天平测出重锤的质量 D. 先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带 E. 测量纸带上各点与第一个计数点间的距离 F. 根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能 是否等于增加的动能 其中没有必要进行的步骤是 ,操作错误的步骤 是 。 (填步骤前的字母序号) (2) 该同学进行正确操作后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测 量分析,如图乙所示。 其中 O 点为起始点,A、B、C、D、E、F 为六个连续的计时点。 根据以上数据,计算打 C 点时重锤 的速度应该选择 (选填“BD 段” 或“AE 段”) 来 计算,打C点时重锤的速度 vC = m / s,用m表示 重锤的质量,可算出打 C点时动能的增加量为 , 从 O 到 C 重锤重力势能的减少量为 ,两量在实 验 的范围内 ,验证了机械能守恒定 律。 (重力加速度 g 取 9. 8 m / s2 , 结果均保留 3 位有效 数字) 乙 2. (2021·天津市和平区一中月考) 某实验小组的成员用如图所 示的装置做“验证机械能守恒定律” 的实验。 他们在气垫导轨 的 A 位置安装了一个光电门,带有遮光条的滑块通过细线与钩 码相连,实验时,滑块每次都从 B 位置由静止释放。 (1) 关于实验中的要求,下列不需要的是 。 A. 滑块和遮光条的质量远大于钩码的质量 B. 应使细线与气垫导轨平行 C. 应该调节气垫导轨水平 D. 位置 A、B 间的距离适当远些 (2) 调节气垫导轨水平后,由静止释放滑块,由数字计时器读出 遮光条通过光电门的时间 t,测得滑块(包含遮光条) 的质 量为M,钩码的质量为m,A、B间的距离为 L,遮光条的宽度 为 d,在实验误差允许的范围内,若钩码减少的重力势能 mgL 与 (用直接测量的物理量符号表示) 相等, 则机械能守恒。 (3) 多次改变钩码的质量 m,使滑块每次从 B位置由静止释放, 记录每次遮光条通过光电门的时间 t,作出 t2 - 1 m 图像,如 果作出的图像是一条直线, 图像在纵轴上的截距等于 ,图像的斜率等于 ,则机械能守恒 定律同样得到验证。 3. (2022·重庆市第十一中学月考) 利用气垫导轨验证机械能守 恒定律,实验装置如图甲所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫 导轨;导轨上 A 处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为 M, 左端由跨过轻质光滑定滑轮的轻绳与一质量为 m 的小球相连; 遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上 B 处有一光电门,可以测 量遮光片经过光电门时的挡光时间 t,用 L表示 A到光电门 B的 距离,b 表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看 作滑块通过 B 时的瞬时速度,实验时滑块在 A 处由静止开始运 动,重力加速度为 g。 (1) 某次实验测得倾角 θ = 30°,则滑块从 A处到达 B处的过程 中,m 和 M 组成的系统动能增加量可表示为 ΔEk = ,系统重力势能的减少量可表示为 ΔEp = ,在误差允许的范围内,若 ,则可认 为系统的机械能守恒。 (用题中所给的物理量表示) (2) 在上述实验中,某同学保持倾角 θ 不变,仅改变 A、B 间的距 离 L,测出滑块通过 B 时的瞬时速度 v,作出的 v2 L 图像如 图乙所示,并测得 m = 2M,则重力加速度g = m/ s2。 (结果保留 3 位有效数字) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 65　　　直击双 1流　高考物理 B 组 真题特训 1. (2022·广东卷) 某实验小组为测量小球从某一高度释放,与某 种橡胶材料碰撞导致的机械能损失