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2019-2020年高考物理大全分類解析 專題35 驗證機械能守恒定律 xx高考題 1．（xx海南物理第11題）某同學用圖（a）所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，當地重力加速度為g=9.80m/s2。實驗中該同學得到的一條點跡清晰的完整紙帶如圖（b）所示。紙帶上的第一個點記為O，另選連續(xù)的三個點A、B、C進行測量，圖中給出了這三個點到O點的距離hA、hB和hC的值?；卮鹣铝袉栴}（計算結果保留3位有效數字） （1）打點計時器打B點時，重物速度的大小vB= m/s; （2）通過分析該同學測量的實驗數據，他的實驗結果是否驗證了機械能守恒定律？簡要說明分析的依據。 2004~xx高考題 1.（xx海南物理卷14題）現要通過實驗驗證機械能守恒定律。實驗裝置如圖2甲所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌；導軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質量為M，左端由跨過輕質光滑定滑輪的細繩與一質量為m的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導軌垂直；導軌上B點有一光電門，可以測試遮光片經過光電門時的擋光時間t，用d表示A點到導軌底端C點的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A、B 兩點的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點時的瞬時速度。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點由靜止釋放，則在滑塊從A運動至B的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為_____。動能的增加量可表示為________。若在運動過程中機械能守恒，與s的關系式為= ________. (2)多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點（A點）下滑，測量相應的s與t值，結果如下表所示： 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，為縱坐標，在答題卡上對應圖7乙位置的坐標紙中描出第1和第5個數據點；根據5個數據點作直線，求得該直線的斜率k=______104m-1s-2 (保留3位有效數字).由測得的h、d、b、M和m數值可以計算出-s直線的斜率k0，將k和k0進行比較，若其差值在實驗允許的范圍內，則可認為此實驗驗證了機械能守恒定律。 2．（xx高考海南物理）利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置示意圖如圖3甲所示： (1)實驗步驟： ①將氣墊導軌放在水平桌面上，桌面高度不低于l m ，將導軌調至水平； ②用游標卡尺測量擋光條的寬度l，結果如圖3乙所示，由此讀出l=________mm； ③由導軌標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左側某處，待砝碼靜止不動時，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2； ⑤從數字計時器（圖7甲中未畫出）上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時間△t1和△t2； ⑥用天平稱出滑塊和擋光條的總質量M，再稱出托盤和砝碼的總質量m。 (2)用表示直接測量量的字母寫出下列所示物理量的表達式： ①滑塊通過光電門1和光電門2時瞬時速度分別為v1=__________和v2=________。 ②當滑塊通過光電門1和光電門2時，系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動能分別為Ek1=___________和Ek2=__________。 ③在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中，系統(tǒng)勢能的減少△Ep=__________(重力加速度為)。 (3)如果△Ep=______________，則可認為驗證了機械能守恒定律。 3.(xx新課標)如圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖.現有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平.回答下列問題 (1)為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有______.(填入正確選項前的字母) A、米尺 B、秒表 C、0～12V的直流電源 D、0～12V的交流電源 (2)實驗中誤差產生的原因有______.(寫出兩個原因) 4.（xx安徽理綜）利用圖示裝置進行驗證機械能守恒定律的試驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h。某班同學利用實驗得到的紙帶，設計了以下四種測量方案。 A． 用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t,通過v=gt計算出瞬時速度v0. B． 用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過計算出瞬時速度. C． 根據做勻速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v，并通過h=計算出高度h. D． 用刻度尺測出物體下落的高度，根據做勻速直線運動時紙帶 上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v0。 以上方案中只有一種正確，正確的是 。（填入相應的字母） 5. (xx江蘇物理)某同學利用如圖4甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．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處靜止釋放，鋼球的落點距軌道末端的水平距離為s． ⑴若軌道完全光滑，s2與h的理論關系應滿足s2＝　　　（用H、h表示）． ⑵該同學經實驗測量得到一組數據，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 請在坐標紙上作出s2－h(huán)關系圖． ⑶對比實驗結果與理論計算得到的s2－h(huán)關系圖線（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)關系圖線中分析得出鋼球水平拋出的速率差十分顯著，你認為造成上述偏差的可能原因是 ． 5.【答案】⑴4Hh (2) s2－h(huán)關系圖如圖4J所示。(3)小于（4）摩擦，轉動 解析：若軌道完全光滑，鋼球在弧形軌道上運動，根據機械能守恒定律mgh=mv2/2，可 6.（xx全國理綜1）如圖1所示，兩個質量各為m1和m2的小物塊A和B，分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端，已知m1＞m2，現要利用此裝置驗證機械能守恒定律。 （1）若選定物塊A從靜止開始下落的過程中進行測量，則需要測量的物理量有_________。 圖1 ①物塊的質量m1、m2； ②物塊A下落的距離及下落這段距離所用的時間； ③物塊B上升的距離及上升這段距離所用的時間； ④繩子的長度。 （2）為提高實驗結果的準確程度，某小組同學對此實驗提出以下建議： ①繩的質量要輕； ②在“輕質繩”的前提下，繩子越長越好； ③盡量保證物塊只沿豎直方向運動，不要搖晃； ④兩個物塊的質量之差要盡可能小。 以上建議中確實對提高準確程度有作用的是_________。 （3）寫出一條上面沒有提到的對提高實驗結果準確程度有益的建議：______________________________________________________________________________。 6.【答案】：（1）①②或①③（2）①③（3）對同一高度進行多次測量取平均值；或選