1、1关于“验证机械能守恒定律”的实验中，以下说法正确的是()A实验中摩擦是不可避免的，因此纸带越短越好，因为纸带越短，克服摩擦力做的功就越少，误差就越小B实验时需称出重物的质量C纸带上第 1、2 两点间距若不接近 2 mm，则无论怎样处理实验数据，实验误差都一定较大D处理打点的纸带时，可以直接利用打点计时器打出的实际点迹，而不必采用“计数点”的方法解析：选 D.A 选项中，纸带过短，长度测量的相对误差较大，故 A 错误；由12mv2mgh 知，只需验证12v2gh 即可，不必测重物质量，故 B 错误；对打出的纸带，可选点迹清晰、距离合适的任意两点 M、N，通过计算 Ek12mv 2N 12mv
2、2M 与mghMN 比较，实验误差不一定大，故 C 错误；由于自由落体加速度较大，因此除去 1、2 两点距离可能很小，其他相邻两点间的距离均大于或远大于 2 mm，用毫米刻度尺测量完全可以，不必采用“计数点”法，故 D 正确 2.某同学利用图示装置来研究 A和C 组成的系统机械能守恒A、B是质量均为 m 的小物块，C 是质量为 M 的重物，A、B 间由轻弹簧相连、A、C 间由轻绳相连在物块B 下放置一压力传感器，重物 C 下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物 C 的速度整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为 g.实验操作如下：
3、开始时，系统在外力作用下保持静止，轻绳拉直但张力为零现释放 C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出 C 的速度为 v；在实验中保持 A、B 质量不变，改变 C 的质量 M，多次重复第步 回答下列问题：(1)该实验中，M 和 m 大小关系必须满足 M_m(填“”)(2)为便于研究速度 v 与质量 M 的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应_(填“相同”或“不同”)(3)根 据 所 测 数 据，为 得 到 线 性 关 系 图 线，应 作 出_填“v2M”“v2 1M”或“v21Mm”图线(4)若第(3)问中所作出的图线在纵轴上的截距为 b，则弹簧的劲度系数为_(用题给的
4、已知量表示)解析：(1)由题意可知当压力传感器示数为零时，C 仍然有向下运动的速度 v，所以必须满足 Mm.(2)必须保证重物每次下降高度相同才能研究速度 v与质量M的关系(3)因刚开始时弹簧被压缩，弹力为 mg，而压力传感器示数为 0 时，弹簧被拉伸，弹力大小仍为 mg，即弹性势能在始、末状态相同，为此需要验证12(mM)v2(Mm)g2x，x 为 弹簧弹力大小为 mg 时弹簧的形变量，化简得 v28mgx1Mm4gx，所以要想得到线性关系图线，应作 v21Mm图线(4)由题意知当1Mm0 时，有 b4gx，而 mgkx，联立得k4mg2b.答案：(1)(2)相同(3)v21Mm(4)4mg
5、2b3(2016高考四川卷)用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在 O 点；在 O 点右侧的 B、C 位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出)与两个光电门相连先用米尺测得 B、C 两点间距离 s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置 A，静止释放，计时器显示遮光片从 B 到 C 所用的时间 t，用米尺测量 A、O 之间的距离 x.(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是_(2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量_A弹簧原长B当地重力加速度C滑块(含遮光片)的质量(3)增大 A、O 之间的距离 x，计时器显示时间 t 将_A增大 B减小 C不变 解析：(
6、1)滑块离开弹簧后做匀速直线运动，故速度大小表达式为st.(2)根据机械能守恒，滑块获得的动能等于弹簧的弹性势能，即 Ep12m(st)2，从表达式中可以看出，为了求出弹簧的弹性势能，还需要测量滑块(含遮光片)的质量，因此 C 项正确(3)增大 A、O 之间的距离 x，弹簧压缩量增大，弹簧具有的弹性势能增加，释放滑块后，滑块离开弹簧时获得的动能增加，速度增大，从 B 到 C 所用的时间 t 将减小，B 项正确 答案：(1)st(2)C(3)B4(2017河北邯郸摸底)某同学安装如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律(1)此实验中，应当是让重物做_运动，_(填“需要”或“不需要”)测出重物的质量
7、(2)打点计时器所用交流电的频率为 50 Hz，该同学选取如图乙所示的一段纸带，对 BD 段进行研究求得 B 点对应的速度 vB_m/s(保留两位有效数字)，若再求得 D 点对应的速度为 vD，测出重物下落的高度为 hBD，则还应计算_与_大小是否相等(填字母表达式)(3)但该同学在上述实验过程中存在明显的问题安装实验装置时存在的问题是_；研究纸带时存在的问题是_，实验误差可能较大 解析：(1)由实验原理知，应让重物在松开手后做自由落体运动；根据机械能守恒，mg h12m(v22v21)，整理后，得 g h12(v22v21)，所以不需要测量质量(2)B 点速度等于 AC 段的平均速度，vBA
8、C2T0.19 m/s；根据实验原理知，还应计算12(v2Dv2B)与 ghBD，看两者大小是否相等(3)重物距离桌面太近，会落到桌面上；B、D 时间间隔太短，实验误差较大 答案：(1)自由落体 不需要(2)0.19 12(v2Dv2B)ghBD(3)重物会落在桌面上(或“纸带打点过短”等与此类似的答案)B、D 两点时间间隔过短5(2016高考全国卷乙)某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有 20 Hz、30 Hz 和 40 Hz.打出纸带的一部分如图(b)所示该同学在实验中没有记录交流电的频率 f，需要用实验数据和其他题给条件进行推
9、算(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用 f 和图(b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出 B 点时，重物下落的速度大小为_，打出 C 点时重物下落的速度 大 小 为 _，重 物 下 落 的 加 速 度 大 小 为_(2)已测得 s18.89 cm，s29.50 cm，s310.10 cm；当地重力加速度大小为 9.80 m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的 1%.由此推算出 f 为_Hz.解析：(1)利用做匀变速直线运动的质点在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得打点计时器打出 B 点时重物下落的速度 vBs1s22T（s1s2）f2；打出 C 点时重
10、物下落的速度 vCs2s32T（s2s3）f2.根据加速度的定义，重物下落的加速度大小为 avCvBT(vCvB)f（s3s1）f22.答案：(1)（s1s2）f2（s2s3）f2（s3s1）f22(2)40(2)根据题述，重物下落受到的阻力为 0.01mg，由牛顿第二定律得，mg0.01mgma，解得 a0.99g.由（s3s1）f220.99g，解得 f40 Hz.6用如图甲所示的实验装置验证 m1、m2组成的系统机械能守恒m2 从高处由静止开始下落，m1 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：0 是打下的第一个点，打
11、点计时器所用交流电的频率为 50 Hz，每相邻两计数点间还有 4 个点(图中未标出)，计数点间的距离如图乙所示已知 m150 g、m2150 g，则：(结果均保留两位有效数字)(1)在纸带上打下计数点 5 时的速度 v_m/s.(2)在打下第“0”到打下第“5”点的过程中系统动能的增量Ek_J，系统势能的减少量 Ep_J.(取当地的重力加速度 g10m/s2)(3)若某同学作出12v2h图象如图丙所示，则当地的重力加速度 g_m/s2.解析：(1)v5（21.6026.40）1020.12m/s2.4 m/s.(2)Ek12(m1m2)v200.58 J Epm2ghm1gh0.60 J.(3
12、)由(m2m1)gh12(m1m2)v2 知 v22（m2m1）ghm1m2 即图象的斜率 k（m2m1）gm1m25.821.20 解得 g9.7 m/s2.答案：(1)2.4(2)0.58 0.60(3)9.77(2015高考浙江卷)甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验(1)图 1 中 A、B、C、D、E 表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材_；乙同学需在图中选用的器材_(用字母表示)(2)乙同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如图 2所示的两条纸带和，纸带_的加速度大(填“”或“”)，其加速度大小为_ 解析：(1)甲同学做“验
13、证机械能守恒定律”实验时，只需验证 gh12v2 即可，不需知道重物的质量，但需应用打点计时器打出的纸带计算速度 v，故选择 A、B.乙同学做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，需考虑 F、m、a 三者的测量，取小车研究，利用钩码的重力作为小车所受的合力，应用打点计时器打出的纸带计算加速度，故选择 B、D、E.(2)纸带各点读数依次为 29.10 cm、30.70 cm、32.40 cm、34.20 cm、36.10 cm、38.10 cm，相邻的相等时间间隔的位移差为 x10.1 cm.纸带各点读数依次为 27.40 cm、29.00 cm、30.65 cm、32.35 cm、34.10
14、cm、35.90 cm，相邻的相等时间间隔的位移差为 x20.05 cm.根据 xaT2 和 T0.02 s 可知：纸带的加速度 a1 x1T2 0.11020.022m/s22.5 m/s2，纸带的加速度 a2 x2T2 0.051020.022m/s21.25 m/s2，故纸带的加速度大 答案：(1)AB BDE(2)2.5 m/s28某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律已知打点计时器所用电源的频率为 50 Hz，当地重力加速度大小为g9.80 m/s2.实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图乙所示，纸带上的第一个点记为 O，另选连续的三个点 A、B、C 进行测量，图中给出了
15、这三个点到 O 点的距离 hA、hB和 hC 的值回答下列问题(计算结果保留 3 位有效数字)：(1)打点计时器打 B 点时，重物速度的大小 vB_m/s.(2)通过分析该同学测量的实验数据，他的实验结果是否验证了机械能守恒定律？简要说明分析的依据 解析：(1)打点计时器打 B 点时重物速度的大小 vB（hChA）f2（86.5970.99）102502m/s3.90 m/s.(2)12v2B7.61(m/s)2，ghB7.70(m/s)2，因为12mv2BmghB，近似验证了机械能守恒定律，或由12mv2BmghB 得出其他合理的结论也可以 答案：(1)3.90(2)见解析9.现要通过实验验
16、证机械能守恒定律实验装置如图所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A 点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细绳与一质量为 m 的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上的 B 点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间 t.用 d 表示 A 点到导轨底端 C 点的距离，h 表示 A 与 C 的高度差，b 表示遮光片的宽度，s 表示 A、B 两点间的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通过 B 点时的瞬时速度用 g 表示重力加速度完成下列填空和作图：(1)若将滑块自 A 点由静止释放，则在滑块从 A 运动至 B 的过程中，滑块、遮光片与砝
17、码组成的系统重力势能的减小量可表示为_，动能的增加量可表示为_若在运动过程中机械能守恒，1t2与 s 的关系式为1t2_ (2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点(A 点)下滑，测量相应的 s 与 t 值结果如下表所示：1 2 3 4 5 s(m)0.600 0.800 1.000 1.200 1.400 t(ms)8.22 7.17 6.44 5.85 5.43 1/t2(104s2)1.48 1.95 2.41 2.92 3.39 以 s 为横坐标，1t2为纵坐标，在如图所示的坐标纸中描出第 1个和第 5 个数据点；根据 5 个数据点作直线，求得该直线的斜率 k_104 m1s2(
18、保留 3 位有效数字)由测得的 h、d、b、M 和 m 数值可以计算出1t2s 直线的斜率k0，将 k 和 k0 进行比较，若其差值在实验允许的范围内，则可认为此实验验证了机械能守恒定律解析：(1)将滑块自 A 点由静止释放，则在滑块从 A 运动至 B的过程中，下落的高度设为 hAB，由几何关系得：hABh sd，解得：hABshd 滑块系统重力势能的减少量 EpMghABmgsMghsdmgsMhd m gs；动能的增加量 Ek12()Mm v2B（Mm）b22t2.若在运动过程中机械能守恒，则 Mhd m gs（Mm）b22t2，解得1t22Mhd m gs（Mm）b22（Mhmd）gsd（Mm）b2.(2)描点画图如下：由图可知：k 3.391.481.4000.600104 m1s2 2.39104 m1s2.答案：(1)Mhd m gs（Mm）b22t2 2（Mhmd）gsd（Mm）b2(2)描点画图见解析 2.39 本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放
