2021高考物理一轮复习 第五章 微专题42 实验：验证机械能守恒定律练习（含解析）教科版.docx

1、微专题42 实验：验证机械能守恒定律要明确“谁”在“哪个过程”中机械能守恒，列出守恒方程，明确要测量的物理量1(2019河南开封市第一次模拟)利用如图1所示装置验证机械能守恒定律，轻绳与轻滑轮间摩擦不计，绳子不可伸长物体A(含遮光片)和B的质量分别为m和M，物体B由静止释放后向下运动，遮光片经过光电门的时间为t.测得释放处遮光片到光电门中心的竖直距离为h.图1(1)用游标卡尺测出物体A上遮光片的宽度d如图2所示，则d_mm.图2(2)若满足关系式_(用题中已知量的符号表示，已知重力加速度为g)，则可验证机械能守恒定律2(2020安徽黄山市检测)某同学设计出如图3甲所示的实验装置来“验证机械能守

2、恒定律”，让小球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门的时间t，当地的重力加速度为g.图3(1)为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量_A小球的质量mBA、B之间的距离HC小球从A到B的下落时间tABD小球的直径d(2)小球通过光电门时的瞬时速度v_(用题中所给的物理量表示)(3)调整AB之间距离H，多次重复上述过程，作出随H的变化图像如图乙所示，当小球下落过程中机械能守恒时，该直线斜率k0_.(4)在实验中根据数据实际绘出H图像的直线斜率为k(kk0)，则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力mg的比值_(用k、k0表示)3(201

3、9陕西宝鸡市高考模拟检测(二)某同学利用如图4甲所示装置来验证“机械能守恒定律”将长为L的轻绳一端固定在O点，另一端拴在一个质量为m的正立方体小铁块A上，在小铁块A的上表面边缘放一个小铁片将铁块拉起，使绳拉直且偏离竖直方向成角时由静止开始释放铁块，当其到达最低点时，受到竖直挡板P阻挡而停止运动，之后铁片将飞离铁块A而做平抛运动图4(1)用20分度的游标卡尺测量正立方体铁块厚度d的结果如图乙所示，则d_cm；(2)若测得小铁片从水平抛出到落到地面的水平位移x和竖直位移y，就可求得小铁片做平抛运动的初速度v0_(已知重力加速度为g)若实际测得铁块与小铁片运动到最低点时的速度为v，则v与v0的大小关

4、系为v_v0(选填“”“”或“”)；(3)该同学在实验中发现，若角改变，小铁片平抛运动的水平位移x随之发生改变于是他多次实验，得到了多组(，x)值，通过计算分析得出了“铁块与小铁片一起由静止释放到运动到最低点过程中机械能守恒”的结论，并做出了x2随cos变化的x2cos图像，你认为他做出的x2cos图像应该是图中的_(实验中近似认为vv0)答案精析1(1)5.45(2)(Mm)gh(Mm)()2解析(1)游标卡尺的主尺读数为5mm，游标尺上第9个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为90.05mm0.45mm，所以最终读数为：5mm0.45mm5.45mm；(2)物体A通过光电门中心的瞬时

5、速度v，根据动能定理有：Mghmgh(Mm)v20，整理得：(Mm)gh(Mm)()2.2(1)BD(2)(3)(4)解析(1)根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故A错误；根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门B的距离H，故B正确；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D正确(2)已知小球经过光电门时的时间t，直径d，则可以由平均速度表示经过光电门时的速度，即v.(3)若减小的重力势能等于增加的动能，可以认为机械能守恒，则有

6、：mgHmv2即：2gH()2解得：H，那么该直线斜率k0.(4)题图乙图线的表达式：kH，因存在阻力，则有：mgHfHmv2，所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为.3(1)2.350(2)(3)C解析(1)游标卡尺的主尺刻度为23mm，游标尺刻度为100.05mm0.50mm，所以d23mm0.50mm23.50mm2.350cm；(2)根据铁片做平抛运动有：xv0tygt2联立可解得：v0；由于存在阻力作用，根据平抛运动的规律计算的速度小于实际速度；(3)铁块与小铁片下落过程中机械能守恒，由mghmv2得：gL(1cos) 可得：x24yLcos4yL所以x2cos图像应该是题图中的C.