2023版新教材高考物理 微专题小练习 专题37 实验：验证机械能守恒定律.docx

1、专题37实验：验证机械能守恒定律1.2022广东省湛江市四中期中考试利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量(1)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC.已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T.设重物的质量为m.从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量Ep_，动能变化量Ek_(2)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_A利用公式vgt计算重物速度B利用公式v计算重物速

2、度C空气阻力和摩擦力的影响D没有采用多次实验取平均值的方法(3)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2 h图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，图像斜率满足k_，则重物下落过程中机械能守恒22022河南省六市联考某实验小组设计实验验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图所示，在铁架台上用铁夹固定好一个力传感器，一根长为L的不可伸长的细线上端固定在力传感器上，下端固定在小球上(小球视为质点)，把小球拉离平衡位置使细线偏离竖直方向一个角度，由静止释放小球，力传感器可记录小球在摆动过程中细线拉力大小，实验测

3、得小球在平衡位置静止时传感器的读数为F0.(1)某次实验测得释放小球时的位置与最低点的高度差为h，小球运动到最低点时力传感器的示数为F，则需要验证机械能守恒定律的表达式为_(用已知和测量的物理量的符号表示).(2)实验过程中要求力传感器的最大读数不超过2F0，则释放小球时细线与竖直方向夹角不超过_(3)关于该实验，下列说法正确的有_A细线要选择伸缩性小的B小球尽量选择密度大的C不必测出小球的质量D可以直接用弹簧测力计代替力传感器进行实验3.2022湖南省五市十校联考某同学设计了如图所示装置来验证机械能守恒定律(1)质量均为M的重物A、B用绕过光滑定滑轮的轻绳连接、重物A上装有质量不计的遮光片，

4、竖直标尺下端固定有光电门，固定重物A.先记下遮光片在标尺上对准的位置，再在重物A点下面悬挂一个质量为m的钩码由静止释放重物A，记录遮光片通过光电门的遮光时间t，若遮光片的宽度为d，则遮光片挡光时重物A的速度为v_(2)在重物A下面依次悬挂2个，3个，4个n个质量为m的钩码，每次重物A从同一位置静止释放，重复(1)实验n次，测得n个对应的遮光片遮光时间t，以t2为纵轴，以为横轴，作出t2图像，另外还需要测量的物理量是_(写出物理量及符号).已知当地重力加速度为g，如果作出的图像与纵轴的截距等于_，图像的斜率等于_，则机械能守恒定律得到验证专题37实验：验证机械能守恒定律1(1)mghB(2)C(

5、3)2g解析：(1)从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量EpmghB.B点的速度vB，则动能的增加量为Ekmv.(2)验证性实验中若重物的速度采用选项A、B的方法计算得出，则会出现重力势能的减少量小于等于动能的增加量，A、B错误；由于纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能会大于动能的增加量，C正确；多次实验取平均值的方法可以减小偶然误差，对系统误差没有效果，D错误(3)若机械能守恒，则有mghmv2，可得v22gh，则此时v2 h图像是过原点的一条直线，图像的斜率为2g.2(1)F0h(FF0)L(2)60(3)ABC解析：(1)

6、小球的重力mgF0，到最低点时，Fmg，动能Ekmv2(FF0)L，减小的重力势能EpmghF0h，需验证的表达式为F0h(FF0)L.(2)小球的重力mgF0，在最低点Fmgm，小球从静止释放运动到最低点的过程中，满足机械能守恒的关系式mgL(1cos )mv2，解得FF0(32cos )，由F2F0可知60.(3)为了减小细线对小球做功的影响，细线要选择伸缩性小的，A正确；为减小空气阻力的影响，小球尽量选择密度大的，B正确；由实验原理可知，要验证F0h(FF0)L，不必测出小球的质量，C正确；用弹簧测力计不能准确读出小球在最低点时的力的大小，即力的最大值，D错误3(1)(2)重物A释放时遮光片离光电门的距离h解析：(1)由题意可得，遮光片遮光时重物的速度v(2)根据机械能守恒，可得nmgh(nm2M)()2即有t2如果图像与纵轴的截距为、斜率为，则机械能守恒定律得到验证