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1、2004-2013十年高考物理大全分类解析 专题35 验证机械能守恒定律2013高考题1(2013海南物理第11题)某同学用图(a)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50Hz,当地重力加速度为g=9.80m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图(b)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
2、据。 20042012高考题1.(2011海南物理卷14题)现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图2甲所示: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B点有一光电门,可以测试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 两点的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过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;图2甲(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的
3、过程中,滑块、遮光片与砝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,与s的关系式为= _. (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:12345s(m)0.6000.8001.0001.2001.400t(ms)8.227.176.445.855.43(104s-2)1.481982.412.923.39图7乙以s为横坐标,为纵坐标,在答题卡上对应图7乙位置的坐标纸中描出第1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=_104m-1s-2 (保留3位有效数字).由测得的h、d、b
4、、M和m数值可以计算出-s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。2(2010高考海南物理)利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图如图3甲所示:(1)实验步骤:将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于l m ,将导轨调至水平;用游标卡尺测量挡光条的宽度l,结果如图3乙所示,由此读出l=_mm;由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s=_m;将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2;从数字计时器(图7甲中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间t1和t2;用天平称出
5、滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m。(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式: 滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1=_和v2=_。当滑块通过光电门1和光电门2时,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1=_和Ek2=_。在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少Ep=_(重力加速度为)。(3)如果Ep=_,则可认为验证了机械能守恒定律。3.(2010新课标)如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题 (1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要
6、的器材有_.(填入正确选项前的字母) A、米尺 B、秒表 C、012V的直流电源 D、012V的交流电源 (2)实验中误差产生的原因有_.(写出两个原因)4.(2010安徽理综)利用图示装置进行验证机械能守恒定律的试验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案。A 用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v0.B 用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过计算出瞬时速度.C 根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过h=计算出高度h.
7、D 用刻度尺测出物体下落的高度,根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v0。以上方案中只有一种正确,正确的是 。(填入相应的字母)5. (2008江苏物理)某同学利用如图4甲所示的实验装置验证机械能守恒定律弧形轨道末端水平,离地面的高度为H将钢球从轨道的不同高度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s若轨道完全光滑,s2与h的理论关系应满足s2(用H、h表示)该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示:h(10-1m)2.003.004.005.006.00s2 (10-1m2)2.623.895.206.537.78 请在坐标纸上作出
8、s2h关系图对比实验结果与理论计算得到的s2h关系图线(图4乙中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率 (填“小于”或“大于”)理论值从s2h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因是 5.【答案】4Hh (2) s2h关系图如图4J所示。(3)小于(4)摩擦,转动解析:若轨道完全光滑,钢球在弧形轨道上运动,根据机械能守恒定律mgh=mv2/2,可6.(2008全国理综1)如图1所示,两个质量各为m1和m2的小物块A和B,分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端,已知m1m2,现要利用此装置验证机械能守恒定律。(1)若选定物块A从静止开始下落的过程中进行测量,则需要测量的物理量有_。图1物块的质量m1、m2;物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间;物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间;绳子的长度。(2)为提高实验结果的准确程度,某小组同学对此实验提出以下建议:绳的质量要轻;在“轻质绳”的前提下,绳子越长越好;尽量保证物块只沿竖直方向运动,不要摇晃;两个物块的质量之差要尽可能小。以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_。(3)写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议:_。6.【答案】:(1)或(2)(3)对同一高度进行多次测量取平均值;或选8