高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第六节 验证机械能守恒定律优秀备课课件ppt

4.6 验证机械能守恒定律  同步练习

一、单选题

1．“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示。一位同学在某次实验中，安装的打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，纸带通过时受到的阻力较大，那么，这种情况造成的结果是（　　）

A．重物减少的重力势能小于增加的动能

B．重物减少的重力势能大于增加的动能

C．重物的机械能不变

D．重物的机械能逐渐增大

2．2021年12月9日，我国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在“天宫课堂”进行太空授课。在太空失重环境下，下列哪个力学实验能在“天和核心舱”中顺利操作（　　）

A． 验证力的平行四边形定则

B． 研究匀变速直线运动

C． 探究加速度与物体受力物体质量的关系

D． 验证机械能守恒定律

3．采用如图所示的实验装置进行验证动量守恒定律（图中小球半径相同、质量均已知，且），下列说法正确的是（　　）

A．验证动量守恒定律，需测量OB、OM、OP和ON的距离

B．实验中要求轨道必须光滑

C．实验中要求轨道末端必须保持水平

D．测量时发现N点偏离OMP这条直线，直接测量ON距离不影响实验结果

4．在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是（　　）

A．必须用秒表测重物下落的时间

B．选用质量小的重物可减小实验误差

C．实验时必须先用天平测出重物的质量

D．实验中不得用公式v＝ 求下落高度h时的速度

5．如图所示，一半径为R的光滑硬质圆环固定在竖直平面内，在最高点的竖直切线和最低点的水平切线的交点处固定一光滑轻质小滑轮C，质量为m的小球A穿在环上，且可以自由滑动，小球A通过足够长的不可伸长细线连接另一质量也为m的小球B，细线搭在滑轮上，现将小球A从环上最高点由静止释放，重力加速度为g，不计空气阻力，A在环上运动过程中，下列说法正确的是（　　）

A．两小球组成的系统运动过程中机械能先减小后增大

B．细线的拉力对A球做功的功率小于对B球做功的功率

C．释放后小球B的速度为零时，小球A的动能为

D．小球A运动到环上最低点时的速度为

6．如图所示，把小车放在光滑的水平桌面上，用轻绳跨过定滑轮使之与盛有沙子的小桶相连，已知小车的质量为M，小桶与沙子的总质量为m，把小车从静止状态释放后，在小桶下落竖直高度为h的过程中，若不计滑轮及空气的阻力下列说法中正确的是（　　）

①绳拉车的力始终为mg             ②当M远远大于m时，才可以认为绳拉车的力为mg

③小车获得的动能为mgh             ④小车获得的动能为

A．①③ B．②④ C．①④ D．②③

7．利用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，有以下几个主要步骤：

①开启电源；②处理数据；

③松开纸带；④安装纸带并悬挂重锤；⑤把打点计时器固定在铁架台上

以上步骤合理的顺序是（　　）

A．⑤④①③② B．①②④⑤③

C．⑤④③①② D．④⑤③①②

8．用如图所示的装置验证机械能守恒定律，轻绳两端系着质量均为M的物块A、B，B上放一质量为m的金属片C，在B的正下方铁架台上固定一金属圆环。开始时金属片C与圆环间的高度为h，由静止释放B，运动一段时间后金属片C被搁置在圆环上（C与轻绳间无接触），测得B通过两数字计时器的时间间隔为t，已知两数字计时器的竖直间距为d。改变h重复实验得到多组数据，为了直观反映数据关系，应绘制（　　）

A．t-h图象 B．图象 C．图象 D．图象

9．如图所示，质量为，长为的木板静止于光滑水平面上，质量为的物块（可看做质点），以某一初速度从长木板左端开始运动。已知物块与木板间的动摩擦因数为，重力加速度为，最终物块刚好没从木板的右端滑下。物块相对木板滑动的过程中，木板的位移为，则在此过程中（　　）

A．物块与木板组成的系统机械能守恒

B．物块的动能减少了

C．长木板获得的动能为

D．物块与长木板组成的系统机械能损失了

10．如图1所示，用重物牵引小车在水平面上由静止开始运动，小车后面连接纸带，打点计时器在纸带上打下一系列点。图2为一次实验得到的纸带，A、B、C为打点计时器在纸带上打下的三个点。下列说法正确的是（　　）

A．图2中的纸带的右端与小车相连

B．A到B和B到C两个过程中小车动能的变化量相等

C．若将小车的质量加倍，则小车的加速度一定减为原来的

D．重物的质量越大，绳上拉力与重物重力的比值越小

二、多选题

11．某位同学做“验证机械能守恒定律”的实验，下列操作步骤中正确的是（　　）

A．把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压直流电源上

B．将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度

C．先释放纸带，再接通电源

D．更换纸带，重复实验，根据记录处理数据

12．下列是我们高中阶段常用的实验器材，在实验①“探究小车速度随时间的变化规律”、实验②“探究加速度与力、质量的关系”、实验③“探究做功与速度变化的关系”、实验④“验证机械能守恒定律”中都要用到的器材是（　　）

A． B．

C． D．

13．如图所示，一小物块以一定的初速度从粗糙固定斜面底端开始沿斜面向上滑动，速度减为零后又返回到底端。取地面为重力势能参考平面，该过程中，物块的动能和机械能随位移变化关系的图像正确的是（　　）

A． B．

C． D．

14．如图所示，倾角为的传送带以5m/s的速度顺时针匀速运动，现将质量为2kg的物块轻放在传送带的A端。已知传送带A、B两端间距离为8m，物块与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度g取，则物块从A运动到B的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．因摩擦产生的热量为105J

B．摩擦力对物块做的功为75J

C．物块增加的动能为25J

D．传送带克服摩擦力做的功为180J

三、解答题

15．如图，利用气垫导轨装置做“验证机械能守恒定律”实验时，先仔细地把导轨调水平，然后用垫块把导轨一端垫高H，质量为m的滑块上面装l=3cm的挡光框，使它由轨道上端某处滑下，测出它通过光电门G1和G2时的速度v1和v2，就可以算出它由G1到G2这段过程中动能的增加量ΔEk=m（-）；再算出重力势能的减少量ΔEp=mgh；比较ΔEk和ΔEp的大小，便可验证机械能是否守恒。

（1）已知两光电门间的距离为x，滑块的速度v1、v2如何求出?滑块由G1到G2下降的高度h如何求出?

（2）若测得图中L=1m，x=0.5m，H=20cm，m=500g，滑块通过G1和G2的挡光时间分别为5.0×10-2 s和2.0×10-2 s，当地重力加速度g=9.80m/s2，试判断滑块机械能是否守恒。

16．如图甲所示，轻质弹簧原长为0.2m，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将质量的物体由静止释放，当弹簧压缩至最短时，弹簧长度为0.1m。现将该轻质弹簧水平放置，一端固定在点，另一端在A点与一质量为的物块接触但不连接，是长度为1m的水平光滑轨道，端与半径为的光滑竖直半圆轨道相切，如图乙所示。现用力缓慢推物块，将弹簧长度压缩至0.1m，然后由静止释放。重力加速度g=10m/s2。求：

（1）弹簧的劲度系数和弹簧压缩至0.1m时的弹性势能；

（2）物块经过点时对轨道的压力；

（3）若在段铺设某种材料，物块与这种材料之间的动摩擦因数为，使物块在上不脱离轨道，求的取值范围。