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2013届高考物理《创新方案》一轮复习专练:第五章 实验六.doc

1、高考资源网() 您身边的高考专家1下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中,正确的是()A重物质量的称量不准会造成较大误差B重物质量选用得大些,有利于减小误差C重物质量选用得较小些,有利于减小误差D纸带下落和打点不同步会造成较大误差解析:验证机械能守恒,即验证减少的重力势能是否等于增加的动能即mghmv2,其中质量可以约去,没必要测量重物质量,A不正确。当重物质量大一些时,空气阻力可以忽略,B正确,C错误。纸带先下落而后打点,此时,纸带上最初两点的点迹间隔较正常时略大,用此纸带进行数据处理,其结果是重物在打第一个点时就有了初动能,因此重物动能的增加量比重物重力势能的减少量大,D正确

2、。答案:BD2有4条用打点计时器(所用交流电频率为50 Hz)打出的纸带A、B、C、D,其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带,某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点,用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为s1、s2、s3。请你根据下列s1、s2、s3的测量结果确定该纸带为(已知当地的重力加速度为9.791 m/s2)()A61.0 mm65.8 mm70.7 mmB41.2 mm45.1 mm53. 0mmC49.6 mm53.5 mm57.3 mmD60.5 mm61.0 mm60.6 mm解析:验证机械能守恒定律采用重锤的自由落体运动实现,所以相邻的0.02 s

3、内的位移增加量为sgT29.7910.022 mm3.9 mm,只有C符合要求。故选C。答案:C3.某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔0.05 s闪光一次,图实611中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取10 m/s2,小球质量m0.2 kg,结果保留三位有效数字):时刻t2t3t4t5速度(m/s)5.595.084.58(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5_ m/s。(2)从t2到t5时间内,重力势能增加量Ep_J,动能减小量Ek_J。图实611(3)在误差允许的范围内,若Ep与Ek近似相等,从而验证了机械能

4、守恒定律。由上述计算得Ep_Ek(选填“”“”或“”),造成这种结果的主要原因是_。解析:(1)v5 cm/s408 cm/s4.08 m/s。(2)由题给条件知:h25(26.6824.1621.66) cm72.5 cm0.725 m。Epmgh250.2100.725 J1.45 JEkmv22mv520.2(5.5924.082)J1.46 J(3)由(2)中知EpEk,因为存在空气摩擦等原因,导致重力势能的增加量小于动能的减少量。答案:(1)4.08(2)1.451.46(3)原因见解析4DIS实验是利用现代信息技术进行的实验。老师上课时“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图实61

5、2甲所示,在某次实验中,选择DIS以图像方式显示实验的结果,所显示的图像如图乙所示。图像的横轴表示小球距D点的高度h,纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E。试回答下列问题:图实612(1)图乙的图像中,表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是_(按顺序填写相应图线所对应的文字)。(2)根据图乙所示的实验图像,可以得出的结论是_。解析:(1)小球由A到D过程中重力势能减小,动能增加,由题图乙的图像知机械能总量不变,故表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是乙、丙、甲。(2)由实验结果知:在误差允许的范围

6、内,在只有重力做功的情况下,小球的机械能守恒。答案:(1)乙、丙、甲(2)在误差允许的范围内,在只有重力做功的情况下,小球的机械能守恒5某研究性学习小组在做“验证机械能守恒定律”的实验中,已知电磁打点计时器所用电源的频率为50 Hz,查得当地的重力加速度g9.80 m/s2。测得所用重物的质量为1.00 kg。(1)下面叙述中正确的是_。A应该用天平称出重物的质量B可选用点迹清晰,第一、二两点间的距离接近2 mm的纸带来处理数据C操作时应先松开纸带再通电D打点计时器应接在电压为46 V的交流电源上(2)实验中甲、乙、丙三学生分别用同一装置得到三条点迹清晰的纸带,量出各纸带上第一、二两点间的距离

7、分别为0.18 cm、0.19 cm、0.25 cm,则可肯定_同学在操作上有错误,错误是_。若按实验要求正确地选出纸带进行测量,量得连续三点A、B、C到第一个点O间的距离分别为15.55 cm、19.20 cm和23.23 cm。则当打点计时器打点B时重物的瞬时速度v_ m/s;重物由O到B过程中,重力势能减少了_J,动能增加了_J(保留3位有效数字),根据所测量的数据,还可以求出重物实际下落的加速度为_m/s2,则重物在下落的过程中所受到的阻力为_N。解析:(1)本实验中只需验证gh与的关系,不需要测重物质量,操作时应先接通电源再松开纸带,可选用点迹清晰,第一、二两点间的距离接近2 mm的

8、纸带来处理数据,A、C错,B、D对。(2)实验中理想的纸带应是点迹清晰,第一、二两点间的距离略小于2 mm的纸带,所以丙错误,错误在于操作中先松开了纸带,再接通了电源,致使纸带上第一、二两点间间距增大。利用公式vn可计算出打点B时重物的瞬时速度为1.92 m/s。重物由O到B过程中,重力势能减少了Epmgh1.009.819.20102 J1.88 J;动能增加了Ekmv21.84 J,由haT2可求出重物实际下落的加速度为a9.5 m/s2,由牛顿第二定律知重物在下落的过程中所受到的阻力满足mgF阻ma,所以F阻0.3 N。答案:(1)BD(2)丙先松开了纸带,再接通了电源1.921.881

9、.849.50.36某实验小组利用如图实613所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。图实613(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平,利用现有器材如何判断导轨是否水平?_。(2)如图实614所示(经放大后的),游标卡尺测得遮光条的宽度d_ cm;实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t1.2102s,则滑块经过光电门时的瞬时速度为_ m/s。在本次实验中还需要测量的物理量有:钩码的质量m、_和_(文字说明并用相应的字母表示,g为已知)。图实614(3)本实验通过比较_和_在实验误差允许的范围内是否相等(用测量的物理量符号表示),从而验证系统的

10、机械能守恒。解析:(1)检验气垫导轨底座是否水平时,可以先接通气源,将滑块静置于气垫导轨上,若滑块在导轨上各个位置均能静止时,说明导轨是水平的。(2)游标卡尺的读数为d5 mm0.1 mm25.2 mm0.52 cm;滑块通过光电门时的瞬时速度为v0.43 m/s;应测出滑块上的遮光条的初位置到光电门的距离x和滑块的质量M。(3)系统重力势能的减少量为mgx,系统动能的增加量为(Mm)v2(Mm)()2,若两者相等时,可认为系统的机械能守恒。答案:(1)接通气源,将滑块静置于气垫导轨上,若滑块基本保持静止,则说明导轨是水平的(或取下钩码,轻推滑块,滑块基本能做匀速直线运动)。(2)0.520.43滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离x滑块的质量M(3)mgx(Mm)()2高考资源网w w 高 考 资源 网- 7 - 版权所有高考资源网

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