课时作业31 验证机械能守恒定律-（课时作业）【红对勾讲与练】2024版新高考物理大一轮复习全新方案

hh 课时作业31 验证机械能守恒定律 1.(2022·天津红桥区一模)为 了测定一根轻弹簧压缩到最 短时具有的弹性势能的大小, 可以将弹簧固定在一带有凹 槽轨道的一端,并将轨道固定在水平桌面边缘 上,如图所示,用钢球将弹簧压缩至最短,而后 突然释放,钢球将沿轨道飞出桌面,实验时: (1)需要测定的物理量是 。 (2)计算弹簧最短时弹性势能的关系式是Ep= 。 2.(2022·广东韶关二模)小明同学用如图(a)所 示的实验装置测量一轻质弹簧劲度系数k。已 知图中所给小球的质量为m,水平轨道可视为 光滑,B 处装有光电门,可测量小球经过光电 门的时间。下面是小明进行的一次实验: (1)用游标卡尺测量小球的直径d 如图(b)所 示,记录小球的直径d= cm。 (2)将弹簧左端固定在挡板上,让小球与弹簧 接触并压缩弹簧,记录压缩量x。 (3)由静止释放小球,测得小球通过光电门的 时间t,则小球离开弹簧的速度v= ; 若已知弹簧弹性势能Ep= 1 2kx 2,k 为劲度系 数,x 为形变量。则根据实验步骤中测得的物 理量,可得k= (用题中的m、d、x、t 表示)。 3.(2022·江西南昌实验中学第一次模拟)某同 学用如图甲所示装置来验证机械能守恒定律, 使质量为m=1.00 kg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,如图乙所示,O 为第一个 点,A、B、C 为从合适位置开始选取连续点中 的三个点。已知打点计时器每隔0.02 s打一 个点,当地的重力加速度为g=9.80 m/s2, 那么: (1)从O 点到B 点,重物重力势能的减少量 ΔEp= J,动能增加量ΔEk= J。 (结果均保留三位有效数字) (2)若测出纸带上所有各点到O 点之间的距 离,根据纸带算出各点的速度v 及重物下落的 高度h,则以v 2 2 为纵轴,以h 为横轴画出的图像 是图丙中的 。 4.(2022·天津南开区一模)某同学用如图(a)所 示的装置验证机械能守恒定律。一根细线系 住钢球,悬挂在铁架台上,钢球静止于A 点,光 电门固定在A 的正下方。在钢球底部竖直地 粘住一片宽为d 的遮光条。将钢球拉至不同 位置由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时 间t可由计时器测出,取v=dt 作为钢球经过 A 点时的速度。记录钢球每次下落的高度h 和计时器示数t,计算并比较钢球在释放点和 A 点之间的重力势能变化大小ΔEp 与动能变 化大小ΔEk,就能验证钢球机械能是否守恒。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -432- 第五章 机械能守恒定律 3 ΔEp/(×10-2 J)4.8929.78614.6919.5429.38 ΔEk/(×10-2 J)5.04 10.1 15.1 20.0 29.8 (1)用ΔEp=mgh 计算钢球重力势能变化的大 小,式中钢球下落高度h 应测量释放时的钢球 球心到 (填序号)之间的竖直距离。 A.钢球在A 点时的顶端 B.钢球在A 点时的球心 C.钢球在A 点时的底端 (2)用ΔEk= 1 2mv 2 计算钢球动能变化的大小,用 刻度尺测量遮光条宽度,示数如图(b)所示,其 读数为 cm。某次测量中,计时器的示 数为0.010 0 s,则钢球的速度v= m/s。 他发现表中的ΔEp 与ΔEk 之间存在差异,则 造成这个差异的原因是 。 5.(2022·辽宁大连第一次模拟)如图甲所示是 一个物理兴趣小组设计的实验装置,能够测量 当地的重力加速度并验证机械能守恒定律。 先将力传感器固定在天花板上,再用一条细 线,一端系住一个小球,另一端系在传感器上, 传感器可以显示出拉力的大小。 (1)实验开始前,用游标卡尺测出小球的直径,示 数如图乙所示,则小球的直径D= mm。 让小球处于自然悬挂状态,此时传感器显示的 拉力大小为F1,测出悬线的长为L; (2)将小球拉离平衡位置使细线与竖直方向成