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    高考物理考点一遍过 考点28 实验:验证机械能守恒定律 试卷

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    高考物理考点一遍过 考点28 实验:验证机械能守恒定律

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    这是一份高考物理考点一遍过 考点28 实验:验证机械能守恒定律,共47页。试卷主要包含了听要结合写和思考等内容,欢迎下载使用。
    高考物理一轮复习策略
    首先,要学会听课:
    1、有准备的去听,也就是说听课前要先预习,找出不懂的知识、发现问题,带着知识点和问题去听课会有解惑的快乐,也更听得进去,容易掌握;
    2、参与交流和互动,不要只是把自己摆在“听”的旁观者,而是“听”的参与者。
    3、听要结合写和思考。
    4、如果你因为种种原因,出现了那些似懂非懂、不懂的知识,课上或者课后一定要花时间去弄懂。
    其次,要学会记忆:
    1、要学会整合知识点。把需要学习的信息、掌握的知识分类,做成思维导图或知识点卡片,会让你的大脑、思维条理清醒,方便记忆、温习、掌握。
    2、合理用脑。
    3、借助高效工具。学习思维导图,思维导图是一种将放射性思考具体化的方法,也是高效整理,促进理解和记忆的方法。最后,要学会总结:
    一是要总结考试成绩,通过总结学会正确地看待分数。
    1.摸透主干知识 2.能力驾驭高考 3.科技领跑生活



    一、实验目的
    验证机械能守恒定律。
    二、实验原理
    如图所示,质量为m的重物从O点自由下落,以地面作为零重力势能面,若果忽略空气阻力,下落过程中在任意两点A和B处重物的机械能守恒,即,该式亦可写成。
    等式说明,重物重力势能的减少量等于动能的增加量。为了方便,可以直接从开始下落的O点至任意一点(如图中A点)来进行研究,这时应有,该式即为本实验要验证的表达式,式中h是重物从O点下落至A点的瞬时速度。
    三、实验器材
    打点计时器,低压交流电源,带有铁夹的铁架台,纸带,复写纸,带架子的重物,刻度尺,导线。
    四、实验步骤
    1.安装置:按装置图安装器材,沿竖直方向将打点计时器竖直固定在铁架台上,接好电路。

    2.打纸带:将纸带的一端用夹子固定在重物上,另一端穿过打点计时器的限位孔,用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。先接通电源,后松开纸带,让重物带着纸带自由下落。
    更换纸带重复做3~5次实验。
    3.选纸带
    (1)用验证时,应选取点迹较为清晰,且1、2两点间的距离略小于或接近2 mm的纸带。
    (2)用验证时,由于重力势能具有相对性,选择纸带时应选适当的点为基准点,只要后面的点迹清晰就可选用。
    五、数据处理
    方法一:利用起始点和第n点进行计算。
    将实验数据代入mghn和,在实验误差允许的条件下,若mghn和相等,则验证了机械能守恒定律。
    方法二:任取两点进行计算。
    (1)任取两点A、B,测出hAB,算出mghAB。
    (2)算出的值。
    (3)在实验误差允许的条件下,若mghAB=,则验证了机械能守恒定律。
    方法三:图象法
    从指戴上选取多个带,测量从第一点到其余各点的下落高度h,并计算出各点速度的平方v2,然后以v2/2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据作出v2/2 –h图线。若在误差许可的范围内图线是一条过原点且斜率为g的直线,则验证了机械能守恒定律。

    六、误差分析
    1.本实验中,由于重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(如空气阻力、打点计时器阻力)做功,故动能的增加量ΔEk稍小于重力势能的减少量ΔEp,即ΔEk”、“>d),并计算出小球经过光电门时的速度v,若画出v2–h的图象是线性图线,则本实验最可能得到的线性图是________。

    (3)钢球通过光电门的平均速度____(选填“大于”或“小于”)钢球球心通过光电门的瞬时速度,由此产生的误差_______(选填“能”或“不能”)通过增加实验次数减小。
    (4)若实验中得到v2与h成线性关系,能否说明钢球在下落过程中机械能守恒?
    _______________________________________________________________________。
    19.如图所示实验装置可以用来验证机械能守恒定律,左侧重物A带有挡光片,其总质量为m,右侧重物B质量为M,两重物由跨过轻质光滑定滑轮的细绳相连;与光电门相连的数字毫秒计可以测量挡光片经过光电门时的挡光时间,挡光片的宽度用b表示。挡光片到光电门之间的距离用h表示。挡光片通过光电门的平均速度近似看作挡光片通过光电门的瞬时速度,实验时重物从静止开始运动。重物B的质量M大于A的质量m。

    (1)在实验过程中,与光电门相连的数字毫秒计记录的挡光片的挡光时间为t(单位:s),则挡光片通过光电门时瞬时速度可表示为v=________。
    (2)重物从静止开始运动,当挡光片经过光电门位置时,A和B组成的系统动能增加量可表示为ΔEk=________,系统的重力势能减少量可表示为ΔEp=________,在误差允许的范围内,若ΔEk=ΔEp,则可认为系统的机械能守恒。
    (3)为了减小偶然误差,多次改变挡光片到光电门之间的距离h,作出v2–h图象(如图所示),并测得该图象的斜率为k,则重力加速度的表达式为________。

    20.用自由落体法验证机械能守恒定律,器材安装如图甲。

    (1)请指出图甲中的错误及不妥之处(至少写出两处)
    ①_________________________,②_________________________。
    (2)改进实验中错误及不妥之处后,打出如图乙所示一条纸带。已知打点计时器频率为50 Hz,根据纸带所给数据,打C点时重物的速度为_____m/s(结果保留两位有效数字)。

    (3)某同学选用两个形状相同质量不同的重物a和b进行实验测得几组数据,画出的图象如图丙所示,求出图线的斜率k,由图象可知a的质量m1____b的质量m2(选填“大于”或“小于”)。
    (4)通过分析发现造成k2值偏小的原因是实验过程中存在各种阻力,已知实验所用重物的质量m2=0.052 kg,当地重力加速度g=9.78 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)

    21.(2017·天津卷)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,撒手释放重物

    (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

    22.(2016·上海卷)在“用DIS研究机械能守恒定律”的实验中,用到的传感器是 传感器。若摆锤直径的测量值大于其真实值会造成摆锤动能的测量值偏 。(选填:“大”或“小”)。
    23.(2016·新课标全国Ⅰ卷)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,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=8.89 cm,=9.50 cm,=10.10 cm;当重力加速度大小为9.80 m/,实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。由此推算出为________ Hz。
    24.(2016·北京卷)利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。
    (1)为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的 。
    A.动能变化量与势能变化量
    B.速度变化量和势能变化量
    C.速度变化量和高度变化量
    (2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是 。
    A.交流电源 B.刻度尺 C.天平(含砝码)


    (3)实验中,先接通电源,再释放重物,得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。
    已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量=     ,动能变化量=     。


    (4)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是 。
    A.利用公式计算重物速度
    B.利用公式计算重物速度
    C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
    D.没有采用多次实验取平均值的方法
    (5)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒,在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点O的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘v2–h图像,并做如下判断:若图像是一条过原点的直线,则重物下落过程中机械能守恒。请你分析论证该同学的判断依据是否正确。
    25.(2016·江苏卷)某同学用如题甲图所示的装置验证机械能守恒定律。一根细线系住钢球,悬挂在铁架台上,钢球静止于A点,光电门固定在A的正下方。在钢球底部竖直地粘住一片宽带为d的遮光条。将钢球拉至不同位置由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出,取作为钢球经过A点时的速度。记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t,计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk,就能验证机械能是否守恒。


    (1)用ΔEp=mgh计算钢球重力势能变化的大小,式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到 之间的竖直距离。
    (A)钢球在A点时的顶端 (B)钢球在A点时的球心 (C)钢球在A点时的底端
    (2) 用ΔEk=计算钢球动能变化的大小,用刻度尺测量遮光条宽度,示数如图乙所示,其读数为_________cm。某次测量中,计时器的示数为0.010 0 s,则钢球的速度为v= m/s。


    (3) 下表为该同学的实验结果:

    他发现表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异,认为这是由于空气阻力造成的。你是否同意他的观点?请说明理由。
    (4)请你提出一条减小上述差异的改进建议。

    1.(1)17.806 (2)D (3)
    【解析】(1)螺旋测微器的固定刻度为17.5 mm,可动刻度为30.5×0.01 mm=0.305 mm,所以最终读数为17.5 mm+0.305 mm=17.805 mm。
    (2)已知经过光电门时的时间和小球的直径,则可以由平均速度表示经过光电门时的速度,所以,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;,整理得,为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒,所以应作图象。故选D。
    (3)根据函数可知正比例函数的斜率,故重力加速度。
    2.(1)使小车获得相同的动能(弹簧对小车做功相同) 垫高木板固定打点计时器的一端静止释放小车时,小车连同纸带一起在木板上匀速运动(平衡摩擦力) (2)AC

    3.(1) (2) (3)增加
    【解析】(1)已知经过光电门时的时间小球的直径,则可以由平均速度表示经过光电门时的速度,故;
    (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:;即,解得:,结合图象,则有:;
    (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,则将增加。
    4.(1)BC (2)mgh5 (3)大于
    【解析】(1)实验时打点计时器可以记录时间,不需要用秒表测量重物下落的时间,故A错误。通过测量重物自由下落过程中动能的增加量和重力势能的减少量是否相等,来验证机械能守恒定律,故B正确。重物在下落过程中克服空气阻力做功是实验误差来源之一,还有摩擦阻力,故C正确。实验验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等,质量可以约去,所以不需要用天平测量重物的质量,故D错误。故选BC。学科~网
    (2)在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量ΔEp=mgh5,E点的瞬时速度,则打E点时重锤的动能。
    (3)由于重锤下落过程中存在着阻力作用,实验中会发现重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能。根据vn2=2ah知,图线的斜率k=2a,则,重锤下落过程中,受到重力和阻力作用,根据牛顿第二定律得:mg–f=ma,则阻力的大小f=mg–ma=mg–mk=m(g–k)。
    【名师点睛】对于基础实验要从实验原理出发去理解,要亲自动手实验,深刻体会实验的具体操作,不能单凭记忆去理解实验;要能够找出斜率和截距的物理意义,我们必须要从物理角度找出两个物理变量的关系表达式。利用图象问题结合数学知识处理物理数据是实验研究常用的方法。我们更多的研究直线图形,找出其直线的斜率和截距。
    5.(1)3.80 (2) (3)9.6

    (3)根据系统机械能守恒有:,则,若图象,则图线的斜率:;由图象可知,,则有:,代入数据得:。
    6.(1)左 (2)B (3)1.88 1.92 (4)不正确 (5)Ⅰ.AB Ⅱ.甲
    【解析】(1)下落过程为匀加速运动,物体运动速度渐渐变大,故打点间距应变大,所以纸带的左端与重物相连;
    (2)要验证机械能守恒,应求得某点的速度才行,由数据可得B的速度,故选B点;
    (3)从O到B的距离;B的速度为,
    故。学科%网
    (4)该同学的判断依据不正确。在重物下落h的过程中,若阻力f恒定,根据,可得,则此时v2–h图象就是过原点的一条直线。所以要想通过v2–h图象的方法验证机械能是否守恒,还必须看图象的斜率是否接近2g。
    (5)Ⅰ.为了使空气阻力影响更小,在甲图中,下落物体应选择密度大的重物,故A正确;乙图是验证系统机械能是否守恒,m1向下运动,m2向上运动,所以,故B正确;在甲图中,不需要测量物体的质量,即不需要天平,乙图是验证系统机械能是否守恒,即验证系统动能的增加量和系统重力势能的减小量是否相等,动能的增加量为,重力势能的减小量为,需要天平,故C错误;采用甲、乙的方案进行实验,都必须先打开打点计时器,再释放重物,故D错误;
    Ⅱ.甲方案更合理,因为在乙图中受到细绳和滑轮之间的摩擦力的影响。
    【名师点睛】解决本题的关键掌握实验的原理,会通过原理确定器材,以及掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解瞬时速度的大小,关键是匀变速直线运动推论的运用。知道实验的原理,通过原理确定测量的器材以及误差的来源,理解两方案的优点与缺点。
    7.(1)0.59 0.58 (2)4.3 A

    8.(1)A (2)左 (3)① ②(或填写) (4)摩擦阻力及空气阻力做功
    【解析】(1)实验中需要用刻度尺测量长度,还需要低压交流电源和纸带;不需要天平,因为物体的质量从式子两边消掉了;故选A;
    (2)纸带上的点迹从左到右距离逐渐变大,可知应该是纸带的左端与重物相连;
    (3)①根据条件计算打C点时重物下落的瞬时速度的表达式为:;
    ②若要验证O点到C点过程中重物的机械能守恒,则重力势能减小量:∆Ep=mg(s0+s1);动能增加量:,则需要验证的等式为:或。
    (4)重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能,这是实验存在系统误差的必然结果,其产生的主要原因是摩擦阻力及空气阻力做功。
    9.(1)BC (2)A (3)2.40 (4)重力加速度 打下O点时重物速度不为零

    (2)为了减小实验的误差,重锤选择质量大一些,体积小一些的,故A正确,BCD错误。
    (3)B点的瞬时速度。
    (4)根据机械能守恒:,得,所以如果以:为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的图象应是过原点的直线,斜率的数值为当地重力加速度g,图线未过原点O,说明有初速度,则引起其原因是该同学做实验时先释放了纸带,然后再合上打点计时器的开关,即打下O点时重物速度不为零。
    10.(1)65.0(64.5~65.5均算对) (2) (3)mg(h1–h2)
    【解析】(1)先确定小球着落点,以这些点所围成的最小圆,则着落点在圆心处,最为准确;再根据刻度尺的读数原则,可知其读数为:65.0 cm。
    (2)物体从B点平抛,所以有:s=v0t①,h2=gt2②,联立①②解得:。
    (3)重力势能的减小量等于重力做功:ΔEp=mgh=mg(h1–h2),动能增量为:。
    11.(1)9.30 60.00 (2)mgs
    【解析】(1)该游标卡尺的精确度为0.05 mm,主尺读数为:9 mm,副尺读数为:6×0.05 mm=0.30 mm,故遮光条宽度l=9.30 mm;两光电门中心之间的距离s=80.30 cm–20.30 cm=60.00 cm;
    (2)在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少:△Ep=mgs;由于挡光条宽度很小,因此将挡光条通过光电门时的平均速度当作瞬时速度.;通过光电门1,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能为,通过光电门2,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能为;故动能增加量为:。
    12.(1)①AB ②mgh2 (2)① ②

    (2)①遮光片经过光电门1时速率为;②势能的变化量:;
    动能变化量:;
    则若实验满足表达式,则可验证机械能守恒。
    【名师点睛】解决本题的关键知道实验的原理,通过重力势能的减小量和动能的增加量比较验证机械能守恒,注意两个实验研究的对象不同,第一个实验研究的对象是重物,第二个实验研究的对象是系统。
    13.(1)C (2)甲 (3) (4)C
    【解析】(1)打点计时器应接到交流电源上,故A错误。实验时应先接通电源,后释放重物,故B错误。释放重物时,重物应尽量靠近打点计时器,故C正确。故选C。
    (2)根据,可知纸带应选择第一、二个点的距离大约为2 mm的,故选甲;学科…网
    (3)重力势能减小量:,根据匀变速直线运动中时间中点瞬时速度等于该过程中的平均速度,则B点的速度为,故动能的增量为;
    (4)实验中重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是存在空气阻力和摩擦阻力的影响,故选C。
    14.(1)步骤B是错误的,应该接到电源的交流输出端。步骤D是错误的,应该先接通电源,待打点稳定后再释放纸带。步骤C不必要,因为根据测量原理,重锤的动能和势能中都包含了质量m,可以约去 (2) (3)0.914 0.908

    (2)根据可知,。
    (3)重物由B点运动到D点时,重物的重力势能的减少量ΔEp=mgh=0.5×9.8×(0.3815–0.195) J=0.914 J。利用匀变速直线运动的推论:,则EkB=mvB2=0.942 J,,则EkD=mvD2=1.850 J,则ΔEk=EkD–EkB=0.908 J。
    【名师点睛】解题时主要是搞清实验的原理,运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题。要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒。
    15.(1)BC (2)打下O点时重锤速度不为零 (3)B
    【解析】(1)A、为了减小阻力的影响,重锤选择质量大一些,体积小一些的铁质重锤,故A错误。B、安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上,故B正确。CD、释放纸带前,手应提纸带上端并使纸带竖直,重锤下落时,手不需提着纸带上端,故C正确,D错误。故选BC。
    (2)小明用实验测得数据画出v2–h图象图线不过坐标原点,即h=0时,速度不为零,可打下O点时重锤速度不为零。
    (3)不论有无阻力,释放点的位置相同,即初速度为零时,两图线交于横轴的同一点,故B正确,ACD错误。故选B。
    16.(1)B (2)在误差允许的范围内,在只有重力做功的情况下,小球的机械能守恒 (3)0.1 0.2 (4)0.008 2(0.008 1~0.008 3 kg均算对)
    【解析】(1)根据和动能定理可知,当高度增大时,重力做负功, 增大,动能减小,而机械能不变,则乙表示重力势能Ep丙表示动能,甲表示机械能,故B正确。
    (2)小球摆动过程受到拉力和重力,拉力不做功,只有重力做功,小球的机械能守恒。故得出的结论是:在误差允许的范围内,在只有重力做功的情况下,小球的机械能守恒。
    (3)从图乙中可知当动能和势能相等时,距离D点的高度为0.1 m;在最低点,小球的重力势能为零,总机械能为1.6 J,当两者相等时,此时距离D点的高度0.1 m,也就是说剩下的0.8 J的重力势能全部转化为动能还需要下降0.1 m,故从最高点到最低点D的竖直高度为0.2 m。
    (4)当时,有,将h=0.1m,,代入可得。
    17.(1)AB (2)A (3)4Hh

    (2)该实验验证钢球在轨道上运动阶段中的机械能守恒,A正确。
    (3)小球离开桌面后做平抛运动,有:水平方向:,竖直方向:,则小球离开桌面时的速度为:,实验所测得的数据在误差范围内,则小球在斜槽上运动过程中机械能守恒,根据机械能守恒定律有,解得:。
    18.(1)0.96 (2)A (3)小于 不能 (4)不能,可能存在空气阻力做功而消耗部分机械能
    【解析】(1)游标卡尺的主尺读数为:0.9 cm,游标尺上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐,游标读数为,所以最终读数为:0.96 cm。学科&网
    (2)利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度,故:,根据机械能守恒的表达式有:,那么关于的图象应该是一条过原点的倾斜直线,故A正确;BCD错误;故选A。
    (3)根据匀变速直线运动的规律得钢球通过光电门的平均速度等于这个过程中中间时刻速度,所以钢球通过光电门的平均速度小于钢球球心通过光电门的瞬时速度,由此产生的误差不能通过增加实验次数减小;
    (4)实验中得到v2与h成线性关系,可能存在阻力做功向内能的转化,就不能确定钢球在下落过程中机械能守恒。
    19.(1) (2) (M–m)gh (3)
    【解析】(1)挡光片通过光电门的速度为。
    (2)A和B组成的系统动能增加量为;系统的重力势能减少量可表示为。
    (3)根据系统机械能守恒有,则,则图线的斜率,则有。
    20.(1)①使用的是直流电源 ②重物离打点计时器太远;没有从上方提着纸带,而是用手托着纸带 (2)2.3 (3)大于 (4)0.031

    (4),代入数据解得f=0.031 N。
    21.(1)AB (2)BC
    【解析】(1)重物选用质量和密度较大的金属锤,减小空气阻力,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:,重物质量可以消掉,无需精确测量出重物的质量,故C错误;用手拉稳纸带,而不是托住重物,接通电源后,撒手释放纸带,故D错误。
    (2)由EG的长度长度可求出打F点的速度vF,打O点的速度v1=0,但求不出OF之间的距离h,故A错误;由BC和CD的长度长度可求出打C点的速度vC,打O点的速度v1=0,有OC之间的距离h,可以用来验证机械能守恒定律,故B正确;由BD和EG的长度可分别求出打C点的速度v1和打F点的速度v2,有CF之间的距离h,可以来验证机械能守恒定律,故C正确;AC、BD和EG的长度可分别求出打BCF三点的速度,但BC、CF、BF之间的距离都无法求出,无法验证机械能守恒定律,故D错误。
    22.光电门 大
    【解析】在实验中,摆锤的速度通过光电门进行测量,测量的速度是通过小球直径d与挡光时间的比值进行计算,为:,当摆锤直径测量值大于真实值时,小球直径d会变大,导致计算出的小球速度变大,故小球动能也会变大。
    【名师点睛】要熟悉实验“机械能守恒定律的验证”,会计算摆球通过光电门时的速度,根据动能的公式就可以分析小球动能的变化情况
    23.(1)(s1+s2)f (s2+s3)f (s3–s1)f2 (2)40

    【名师点睛】本题主要考查验证机械能守恒定律实验、纸带数据分析。解决这类问题的关键是会根据纸带数据求出打某一点的瞬时速度、整个过程的加速度;解决本题要特别注意的是打点计时器的频率不是经常用的50 Hz。
    24.(1)A (2)AB (3) (4)C (5)该同学的判断依据不正确。在重物下落h的过程中,若阻力f恒定,根据可知,v2–h图像就是过原点的一条直线。要向通过v2–h图像的方法验证机械能是否守恒,还必须看图像的斜率是否接近2g。
    【解析】(1)根据机械能守恒定律可得,故需要比较动能变化量与势能变化量,A正确;
    (2)电磁打点计时器使用的是交流电源,故A正确;因为在计算重力势能的变化量时,需要用到纸带上两点之间的距离,所以还需要刻度尺,故B正确;根据可得等式两边的质量抵消,故不需要天平,C错误;
    (3)重力势能改变量为,由于下落过程中是匀变速直线运动,所以根据中间时刻重物速度的规律可得B点的速度为,所以。
    (4)实验过程中存在空气阻力,纸带运动过程中存在摩擦力,C正确。
    (5)该同学的判断依据不正确。在重物下落h的过程中,若阻力f恒定,根据  可知,v2–h图像就是过原点的一条直线。要向通过v2–h图像的方法验证机械能是否守恒,还必须看图像的斜率是否接近2g。
    【名师点睛】解决本题的关键掌握实验的原理,会通过原理确定器材,以及掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解瞬时速度的大小,做分析匀变速直线运动情况时,其两个推论能使我们更为方便地解决问题,一、在相等时间内走过的位移差是一个定值,即,二、在选定的某一过程中,中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度。学科=网
    25.(1)B (2)1.50(1.49~1.51都算对) 1.50(1.49~1.51都算对)(3)不同意,因为空气阻力会造成ΔEk小于ΔEp,但表中ΔEk大于ΔEp (4)分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l,计算ΔEk时,将v折算成钢球的速度。

    【名师点睛】本题重在考查实验的误差分析,空气阻力的影响是使得一部分势能转化为内能,势能的减少量大于动能的增加量。









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