【新教材2020版】 教学资料范本 【2020最新】高考物理专题十一验证机械能守恒定精准培优专练 编 辑：__________________ 时 间：__________________ 本资料系本人收集整编，以VIP专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！1 / 9 【新教材2020版】 【最新】20xx年高考物理专题十一验证机械能守恒定精准培优专练 1. 近几年全国卷对本实验单独考查的不多，一般考查形式为多知识点的覆盖和综合，考查定性分析和定量计算相结合。 2. 方法技巧：在实验中，要明确“谁”在“哪个过程”中机械能守恒，列出守恒方程，确定要测量的物理量。 典例1. (20xx·全国Ⅰ卷?22)某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20 Hz、30 Hz和40 Hz，打出纸带的一部分如图(b)所示。 该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其它题给条件进行推算。 (1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图(b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为 ，打出C点时重物下落的速度大小为 ，重物下落的加速度大小为 。 (2)已测得s1＝8.89 cm，s2＝9.50 cm，s3＝10.10 cm；当重力加速度大小为9.80 m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。由此推算出f为 Hz。 本资料系本人收集整编，以VIP专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！2 / 9 【新教材2020版】 【解析】(1)由于重物匀加速下落，B点的速度vB等于AC段的平均速度，即vB＝s1＋s2 2T由于T＝，故vB＝(s1＋s2) 同理可得vC＝(s2＋s3) 匀加速直线运动的加速度a＝，故a＝＝(s3－s1)① (2)重物下落的过程中，由牛顿第二定律可得mg－F阻＝ma② 由已知条件F阻＝0.01mg③ 由②③得a＝0.99g 由①得f＝，代入数据得f ≈ 40 Hz。 【答案】(1)(s1＋s2) (s2＋s3) (s3－s1) (2)40 典例2. (20xx·天津卷·9)如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。 (1)对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是 。 A. 重物选用质量和密度较大的金属锤 B. 两限位孔在同一竖直面内上下对正 C. 精确测量出重物的质量 D. 用手托稳重物，接通电源后，撤手释放重物 (2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直 本资料系本人收集整编，以VIP专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！3 / 9 【新教材2020版】 接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有 。 A. OA、AD和EG的长度 B. OC、BC和CD的长度 C. BD、CF和EG的长度 D. AC、BD和EG的长度 【解析】(1)重物选用质量和密度较大的金属锤，能够减小空气阻力的影响，以减小误差，故A正确；两限位孔在同一竖直面内上下对正，减小纸带和打点计时器之间的阻力，以减小误差，故B正确；验证机械能守恒定律的原理是：mgh＝mv22－mv12，重物质量可以消掉，无需精确测量出重物的质量，故C错误；用手托稳重物，接通电源后，撤手释放重物对减小实验误差无影响，故D错误。 (2)利用纸带数据，根据mgh＝mv2即可验证机械能守恒定律。要从纸带上测出重物下落的高度并计算出对应的速度，选项A、D的条件中，下落高度与所能计算的速度不对应；选项B的条件符合要求，可以取重物下落OC时处理；选项C中，可以求出C、F点的瞬时速度，又知CF间的距离，可以利用mv22－mv12＝mgΔh验证机械能守恒定律。 【答案】(1)AB (2)BC 1．如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验，有一直径为d、质量为m的金属小球从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H(H?d)，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g。则： 本资料系本人收集整编，以VIP专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！4 / 9 【新教材2020版】 (1)如图乙所示，用20分度的游标卡尺测得小球的直径d＝________ cm。 (2)多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图象如图丙所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式：________________(用t0、H0、g、d表示，四个量均取国际单位)时，可判断小球下落过程中机械能守恒。 (3)实验中发现动能增加量ΔEk总是稍小于重力势能减少量ΔEp，增加下落高度后，则ΔEp－ΔEk将________(选填“增加”“减小”或“不变”)。 【解析】(1)由图可知，主尺刻度为7 mm；游标对齐的刻度为3；故读数为：7 mm＋3×0.05 mm＝7.15 mm＝0.715 cm。(2)若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；则有：mgH＝mv2，即：2gH0＝()2，解得：2gH0t02＝d2。(3)由于该过程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多，故增加下落高度后，ΔEp－ΔEk将增加。 【答案】(1)0.715 (2)2gH0t02＝d2 (3)增加 2. 验证“机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法(g＝9.8 m/s2)： (1)通过验证mv2＝mgh来验证机械能守恒定律时，对纸带上起点的要求________；为此，所选择纸带的第一、二两点间距应接近________。 (2)若实验中所用重物质量m＝1 kg，打点纸带如图所示，所用电压频率为50 Hz，则打点时间间隔为________，则记录B点时，重物的速度vB＝________，重物动能EkB＝________。从开始下落起至B点，重物本资料系本人收集整编，以VIP专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！5 / 9
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