天之骄子近年高考物理总复习课时强化作业23 实验六验证机械能守恒定律新人教版(2021年整理

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天之骄子2017高考物理一轮总复习课时强化作业23 实验六验证机械能守恒定律新人教版

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课时强化作业二十三实验六验证机械能守恒定律

1．(2016届安徽皖南八校联考）如图1所示，将打点计时器固定在架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可验证机械守恒定律．

（1)已准备的器材有打点计时器(带导线）、纸带、复写纸、带铁夹铁架台和带夹子的重物,此外还需要的器材是________（填字母代号)．

A．直流电源、天平及砝码 B．直流电源、毫米刻度尺 C．交流电源、天平及砝码 D．交流电源、毫米刻度尺

(2）安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图2所示．图中O点为打点起始点，且速度为零．选取纸带上打出的连续点A、B、C、…作为计数点，测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3。已知重锤质量为m,当地重力加速度为g，计时器打点周期为T.为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从O点到

的铁能

F点的过程中，重锤重力势能的减少量ΔEp＝________,动能的增加量ΔEk＝________( 用题中

所给字母表示 ).

(3)(多选)实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是________．

A．该误差属于偶然误差 B．该误差属于系统误差

C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差 D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差

（4）某同学在实验中发现重锤增加的动能略小于重锤减少的重力势能，于是深入研究阻力对本实验的影响．他测出各计数点到起始点的距离h，并计算出各计数点的速度v，用实验测得的数据绘制出v。h图线，如图3所示．图象是一条直线，此直线斜率的物理含义是________．已知当地的重力加速度g＝9.8 m/s，由图线求得重锤下落时受到阻力与重锤所受重力的百分比为错误!＝________%(保留2位有效数字）。

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解析:（1）打点计时器使用交流电源才可以正常工作;实验中重锤下降的高度可以通过刻度尺测量纸带上点与点间的距离得到；瞬时速度可以根据匀变速直线运动规律,通过纸带上两点的距离,求出平均速度,进而得到瞬时速度;纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表,重锤的质量可以不测,D选项正确．

（2)从O点到F点的过程中,重锤重力势能的减少量ΔEp＝mgh2.

根据匀变速直线运动的规律得，F点的瞬时速度：vF＝错误!，动能的增加量ΔEk＝错误!. (3）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量,这个误差是由于空气阻力和摩擦阻力的存在，消耗了机械能,属于是系统误差，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差，B、D选项正确．

(4)根据机械能守恒定律得,mgh＝错误!mv得，v＝2gh，可知图线的斜率等于k＝2g,即直线斜率的物理含义是重锤下落加速度的2倍．

根据牛顿第二定律，重锤下落过程中，mg－f＝ma,解得f＝mg－ma＝m错误!，错误!＝错误!，根据图象可知，斜率k＝19.2，则错误!＝2.0％。

答案：（1）D (2）mgh2 错误! （3）BD （4）重锤下落加速度的2倍 2.0

2．(2016届浙江省余姚中学月考）某活动小组利用图甲装置验证机械能守恒定律．钢球自由下落过程中,先后通过光电门A、B，计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为tA、tB。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度．测出两光电门间的距离为h，当地的重力加速度为g。