2019-2020年高考物理大全分類解析 專題35 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.doc

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2019-2020年高考物理大全分類解析 專題35 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 xx高考題 1．（xx海南物理第11題）某同學(xué)用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間=9.80m/s2。實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)得到的一條點(diǎn)跡清晰的完整紙帶如圖（b）所示。紙帶上的第一個(gè)點(diǎn)記為O，另選連續(xù)的三個(gè)點(diǎn)A、B、C進(jìn)行測(cè)量，圖中給出了這三個(gè)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離hA、hB和hC的值?；卮鹣铝袉?wèn)題（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字） （1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，重物速度的大小vB= m/s; （2）通過(guò)分析該同學(xué)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律？簡(jiǎn)要說(shuō)明分析的依據(jù)。 2004~xx高考題 1.（xx海南物理卷14題）現(xiàn)要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)裝置如圖2甲所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門，可以測(cè)試遮光片經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的擋光時(shí)間t，用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌底端C點(diǎn)的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A、B 兩點(diǎn)的距離，將遮光片通過(guò)光電門的平均速度看作滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作圖； 圖2甲 （1）若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放，則在滑塊從A運(yùn)動(dòng)至B的過(guò)程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量可表示為_(kāi)____。動(dòng)能的增加量可表示為_(kāi)_______。若在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，與s的關(guān)系式為= ________. (2)多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點(diǎn)（A點(diǎn)）下滑，測(cè)量相應(yīng)的s與t值，結(jié)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 （104s-2） 1.48 1．98 2.41 2.92 3.39 圖7乙 以s為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在答題卡上對(duì)應(yīng)圖7乙位置的坐標(biāo)紙中描出第1和第5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)；根據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線，求得該直線的斜率k=______104m-1s-2 (保留3位有效數(shù)字).由測(cè)得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計(jì)算出-s直線的斜率k0，將k和k0進(jìn)行比較，若其差值在實(shí)驗(yàn)允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。 2．（xx高考海南物理）利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖3甲所示： (1)實(shí)驗(yàn)步驟： ①將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，桌面高度不低于l m ，將導(dǎo)軌調(diào)至水平； ②用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光條的寬度l，結(jié)果如圖3乙所示，由此讀出l=________mm； ③由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離s=__________m； ④將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待砝碼靜止不動(dòng)時(shí)，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過(guò)光電門2； ⑤從數(shù)字計(jì)時(shí)器（圖7甲中未畫出）上分別讀出擋光條通過(guò)光電門1和光電門2所用的時(shí)間△t1和△t2； ⑥用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m。 (2)用表示直接測(cè)量量的字母寫出下列所示物理量的表達(dá)式： ①滑塊通過(guò)光電門1和光電門2時(shí)瞬時(shí)速度分別為v1=__________和v2=________。 ②當(dāng)滑塊通過(guò)光電門1和光電門2時(shí)，系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動(dòng)能分別為Ek1=___________和Ek2=__________。 ③在滑塊從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過(guò)程中，系統(tǒng)勢(shì)能的減少△Ep=__________(重力加速度為)。 (3)如果△Ep=______________，則可認(rèn)為驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。 3.(xx新課標(biāo))如圖為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平.回答下列問(wèn)題 (1)為完成此實(shí)驗(yàn)，除了所給的器材，還需要的器材有______.(填入正確選項(xiàng)前的字母) A、米尺 B、秒表 C、0～12V的直流電源 D、0～12V的交流電源 (2)實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因有______.(寫出兩個(gè)原因) 4.（xx安徽理綜）利用圖示裝置進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的試驗(yàn)時(shí)，需要測(cè)量物體由靜止開(kāi)始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h。某班同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案。 A． 用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，并測(cè)出下落時(shí)間t,通過(guò)v=gt計(jì)算出瞬時(shí)速度v0. B． 用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，并通過(guò)計(jì)算出瞬時(shí)速度. C． 根據(jù)做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度v，并通過(guò)h=計(jì)算出高度h. D． 用刻度尺測(cè)出物體下落的高度，根據(jù)做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶 上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度v0。 以上方案中只有一種正確，正確的是 。（填入相應(yīng)的字母） 5. (xx江蘇物理)某同學(xué)利用如圖4甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．弧形軌道末端水平，離地面的高度為H．將鋼球從軌道的不同高度h處?kù)o止釋放，鋼球的落點(diǎn)距軌道末端的水平距離為s． ⑴若軌道完全光滑，s2與h的理論關(guān)系應(yīng)滿足s2＝　　?。ㄓ肏、h表示）． ⑵該同學(xué)經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到一組數(shù)據(jù)，如下表所示： h（10-1m） 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 s2 （10-1m2） 2.62 3.89 5.20 6.53 7.78 請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)紙上作出s2－h(huán)關(guān)系圖． ⑶對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算得到的s2－h(huán)關(guān)系圖線（圖4乙中已畫出），自同一高度靜止釋放的鋼球，水平拋出的速率 （填“小于”或“大于”）理論值． ⑷從s2－h(huán)關(guān)系圖線中分析得出鋼球水平拋出的速率差十分顯著，你認(rèn)為造成上述偏差的可能原因是 ． 5.【答案】⑴4Hh (2) s2－h(huán)關(guān)系圖如圖4J所示。(3)小于（4）摩擦，轉(zhuǎn)動(dòng) 解析：若軌道完全光滑，鋼球在弧形軌道上運(yùn)動(dòng)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律mgh=mv2/2，可 6.（xx全國(guó)理綜1）如圖1所示，兩個(gè)質(zhì)量各為m1和m2的小物塊A和B，分別系在一條跨過(guò)定滑輪的軟繩兩端，已知m1＞m2，現(xiàn)要利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。 （1）若選定物塊A從靜止開(kāi)始下落的過(guò)程中進(jìn)行測(cè)量，則需要測(cè)量的物理量有_________。 圖1 ①物塊的質(zhì)量m1、m2； ②物塊A下落的距離及下落這段距離所用的時(shí)間； ③物塊B上升的距離及上升這段距離所用的時(shí)間； ④繩子的長(zhǎng)度。 （2）為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，某小組同學(xué)對(duì)此實(shí)驗(yàn)提出以下建議： ①繩的質(zhì)量要輕； ②在“輕質(zhì)繩”的前提下，繩子越長(zhǎng)越好； ③盡量保證物塊只沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，不要搖晃； ④兩個(gè)物塊的質(zhì)量之差要盡可能小。 以上建議中確實(shí)對(duì)提高準(zhǔn)確程度有作用的是_________。 （3）寫出一條上面沒(méi)有提到的對(duì)提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議：______________________________________________________________________________。 6.【答案】：（1）①②或①③（2）①③（3）對(duì)同一高度進(jìn)行多次測(cè)量取平均值；或選