精品解析：6.7 实验 验证机械能守恒定律 （练）-2024届高考物理一轮复习

第六章 机械能守恒定律 实验　验证机械能守恒定律 课时作业 1. 用如图所示的装置来验证“机械能守恒定律”（气垫导轨的两个相同斜面正对放置，斜面倾角均为θ。P、Q、R 为三个附有完全相同挡光片的相同滑块，P、Q分别通过轻绳绕过固定在斜面底端的光滑定滑轮与滑块R连接，开始时，在外力的作用下滑块P、Q静止在气垫导轨上。a、b、c 为三个光电门，调整三个光电门的位置，能够实现同时遮光。将三个物块同时释放，在R竖直下落的过程中：（重力加速度为g） （1）为了能完成实验目的。除了记录P、Q、R三个挡光片的挡光时间t1、t2、t3外，还必须测量的物理有_______.。 A.挡光片宽度d B.P、Q、R连同各自挡光片的质量m C.P、Q的初始位置到斜面底端的距离x1、x2 D.P、Q、R的挡光片到光电门a、b、c的距离L1、L2、L3 （2）根据装置可以分析出P、Q的速度大小相等，验证表达式为__________。 （3）验证系统机械能守恒的表达式______。 （用题给已知量和（1）测量量表达） （4）在正确实验步骤的基础上，但总发现系统重力势能的减少量大于系统动能的增加量，请分析可能性原因________。 2. 如图甲所示的装置叫作阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，常用来研究匀变速直线运动的规律。学校伽利略学习社对该装置加以改进，利用改进后的装置（如图乙所示）验证机械能守恒定律。 （1）用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图丙所示，则挡光片的宽度____________mm； （2）将质量均为M的重物A（含挡光片）、B（含挂钩）用轻绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出____________（选填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片的中心”）到光电门中心的竖直距离h。 （3）在B的下端挂上质量为m的物块C，光电门记录挡光片挡光的时间为t，重力加速度大小为g，则在重物A由静止运动至光电门的过程中，系统（重物A、B以及物块C）的重力势能的减少量____________，系统动能的增加量____________。若在误差允许的范围内，则可认为该过程中系统机械能守恒。（均用相关物理量的符号表示） （4）某次实验中，小于，小李认为这是空气阻力造成的。小李的观点____________（选填“正确”或“错误”），其原因是____________。 （2023·黑龙江双鸭山市第一中学高三检测） 3. 做验证机械能守恒的实验时，学生按照图甲组装好装置，把打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，反复做了很多次，最终仅选出4条点迹清晰的纸带。测量纸带起始两点距离时，学生用手机正对纸带与测量的刻度尺拍照，把照片放大到正常尺寸的10倍，测出了精度更高的数据，分别是：① 1.50mm，②2.00mm，③1.92mm，④2.49mm，为了选出最理想的一条纸带，学生查询得到当地重力加速度g = 9.80m/s2，通过推算，他们选择了编号为__________的纸带进行研究。 在选出的纸带上，0是打下的第一个点，在后面选取了3个连续的点，标上n-1、n、n+1，测得它们与0点的距离如图乙所示。则从打下“0”点到打下第“n”点的过程中质量m=1kg的重锤动能的增加量=_______J，重锤势能的减少量=_______J，重锤下落的实际加速度a = _________m/s2，g的原因是_______________。（结果保留3位有效数字） （2023·江苏南通市通州区联考） 4. 图甲是验证机械能守恒定律的装置，气垫导轨上A处安装有一光电门，B处放置一滑块，滑块中央位置上固定一遮光条，气垫导轨的右端用若干块厚度相同的小木板垫起，重力加速度为g （1）用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙，则遮光条的宽度为________； （2）某次实验，滑块由静止释放，下落高度为时遮光条经过光电门，光电门测得时间，若要验证滑块在下滑过程中机械能守恒，即需要验证等式________成立（用题中所给物理量的符号表示）； （3）实验中，控制滑块由静止释放运动到光电门距离不变，测量气垫导轨的总长度、每块小木板的厚度和距离，记录所垫小木板的个数及光电门对应测量的时间，并计算出，数据如下表所示。请根据数据在图丙中描点作图； ________ 实验次数 1 2 3 4 5 小木板块数 1 2 3 4 5 （4）根据实验中得到的图像，判断滑块下滑过程中机械能守恒的依据是________； （5）某小组在实验中，控制所垫小木板的个数不变，改变滑块到光电门的距离，测量滑块左端到光电门中心的距离及遮光条经过光电门的时间，经过计算发现滑块每次减小的势能均总比增加的动能略小点，该小组认为是气垫导轨倾斜的