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    粤教版高中物理必修第二册第4章机械能及其守恒定律第6节验证机械能守恒定律习题含答案
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    高中粤教版 (2019)第六节 验证机械能守恒定律达标测试

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    这是一份高中粤教版 (2019)第六节 验证机械能守恒定律达标测试,共5页。

    第四章 第六节 

    K:\课件\全优课堂\全优课堂\同步\全优 粤教物理必修第2册 张\新建文件夹\课后提升训练.TIF

    1(2021年江西名校月考)用落体法验证机械能守恒定律,打出如图甲所示的一条纸带.已知打点计时器频率为50 Hz.

    K:\课件\全优课堂\全优课堂\同步\全优 粤教物理必修第2册 张\新建文件夹\CM116A.PNG

    K:\课件\全优课堂\全优课堂\同步\全优 粤教物理必修第2册 张\新建文件夹\CM116B.PNG

    (1)根据纸带所给数据,得出打下C点时重物的速度为______m/s(结果保留三位有效数字).

    (2)某同学选用两个形状相同,质量不同的重物ab进行实验,测得几组数据,画出h图像,并求出图线的斜率k,如图乙所示.由图像可知a的质量m1______(大于小于)b的质量m2.

    (3)通过分析发现造成k2值偏小的原因是实验中存在各种阻力,已知实验所用重物的质量m20.052 kg,当地重力加速度g9.78 m/s2,求出重物所受的平均阻力f________N(结果保留两位有效数字).

    【答案】(1)2.25 (2)大于 (3)0.031

    【解析】(1)C点的瞬时速度等于BD段的平均速度,则有vC m/s2.25 m/s.

    (2)根据动能定理,得(mgf)hmv2,有 h,知图线的斜率kgb的斜率小,知b的质量小,所以a的质量m1大于b的质量m2.

    (3)根据动能定理知(m2gf)hm2v2,则有h,可知k29.18,代入数据,解得f0.031 N

    2.在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m1.00 kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示.O为打下的第一个点,ABC为从合适位置开始选取连续点中的三个点.已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,当地的重力加速度g9.80 m/s2,那么:

    K:\课件\全优课堂\全优课堂\同步\全优 粤教物理必修第2册 张\新建文件夹\CM118A.PNG

    (1)根据图上所得的数据,应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律.

    (2)O点到(1)问中所取的点,重物重力势能的减少量ΔEp________J,动能增加量ΔEk________J(结果保留三位有效数字).

    (3)测出纸带上所有各点到O点之间的距离,根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h,若以为纵轴,以h为横轴,画出的图像如图所示,________(不能)仅凭图像形状判断出重物下落过程中机械能守恒.

    K:\课件\全优课堂\全优课堂\同步\全优 粤教物理必修第2册 张\新建文件夹\CM118B.PNG

    【答案】(1)B (2)1.88 1.84 (3)不能

    【解析】(1)验证机械能守恒时,验证的是减少的重力势能ΔEpmgh和增加的动能ΔEkmv2之间的关系,所以要选择能够测hv的数据.故选B点.

    (2)减少的重力势能ΔEpmgh1×9.8×19.2×10-2 J1.88 JB点的速度vB×10-2 m/s1.92 m/s,所以动能增加量ΔEkmv2×1×1.922 J1.84 J.

    (3)根据机械能守恒可知mghmv2,得出gh,因此h图线是一条通过坐标原点的倾斜直线,不能凭此图像形状判断重物下落过程中是否机械能守恒,原因是无法知道此图像斜率是否等于重力加速度.

    B·能力提升

    3.用如图所示装置验证滑块(含遮光片)和重物组成的系统机械能守恒.光电门PQ固定在气垫导轨上,相距s.已知遮光片宽度为d,滑块质量为M,重物质量为m.释放滑块,测得遮光片通过光电门PQ的时间分别为t1t2.

    K:\课件\全优课堂\全优课堂\同步\全优 粤教物理必修第2册 张\新建文件夹\BXY69.TIF

    (1)遮光片通过光电门P时滑块的速度v1______.

    (2)滑块从PQ的过程中,滑块(含遮光片)和重物组成的系统动能增加量为____________

    (3)若固定光电门P,改变光电门PQ之间的距离s, 多次从相同位置释放滑块,以s分别为横、纵轴,根据多次实验的数据画出图像,若图像是____________________,则可以验证机械能守恒.

    【答案】(1) (2) (3)一条倾斜直线

    【解析】(1)遮光片通过光电门P时滑块的速度

    v1.

    (2)遮光片通过光电门Q时滑块的速度

    v2

    因此动能的增量

    ΔEk(Mm).

    (3)根据机械能守恒(Mm)vmgs(Mm)v

    v1v2代入整理可得

    s,图像是一条倾斜的直线.

    4.如图甲所示是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置.

    K:\课件\全优课堂\全优课堂\同步\全优 粤教物理必修第2册 张\新建文件夹\CM232.tif

    (1)选出一条清晰的纸带如图乙所示.其中O点为打点计时器打下的第一个点,ABC为三个计数点,打点计时器通以频率为50 Hz的交变电流.用分度值为1 mm的刻度尺测得OA12.41 cmOB18.90 cmOC27.06 cm,在计数点ABBC之间还各有一个点.重锤的质量为1.00 kg.甲同学根据以上数据算出:当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了________J,此时重锤的速度vB________m/s.此时重锤的动能比开始下落时增加了________J(结果均保留三位有效数字)

    K:\课件\全优课堂\全优课堂\同步\全优 粤教物理必修第2册 张\新建文件夹\A324A.TIF

    (2)某同学利用他自己实验时打出的纸带,测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,然后以h为横轴、以v2为纵轴作出了如图丙所示的图线.图线的斜率近似等于________.

    A19.6  B9.8 

    C4.90

    图线未过原点O的原因是_______________________________

    K:\课件\全优课堂\全优课堂\同步\全优 粤教物理必修第2册 张\新建文件夹\A324B.TIF

    【答案】(1)1.85 1.83 1.68 (2)B 先释放了纸带,后合上打点计时器的开关

    【解析】(1)当打点计时器打到B点时,重锤的重力势能减少量ΔEpmg·OB1.00×9.80×18.90×10-2J1.85 J;打B点时重锤的速度vB m/s1.83 m/s,此时重锤的动能增加量ΔEkmv×1.00×1.832 J1.68 J

    (2)由机械能守恒定律有mv2mgh,可得v2gh,由此可知图线的斜率近似等于重力加速度g,故B正确.由图线可知,h0时,重锤的速度不等于零,原因是该同学做实验时先释放了纸带,然后才合上打点计时器的开关.

     

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