2019人教版物理必修二精练：分层训练·进阶冲关 7.9 实验：验证机械能守恒定律（含解析）

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1、分层训练进阶冲关A 组 基础练(建议用时 20 分钟)1.如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置。关于该实验,下列说法中正确的是 (D)A.电磁打点计时器使用低压直流电B.可用公式 v= 计算重物的速度C.实验时接通电源和释放纸带应同时进行D.安装纸带时,应将纸带置于复写纸的下方2.在“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验中,下列说法正确的是(B)A.实验中必须用天平测量重物的质量B.打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上C.需使用秒表测出重物下落的时间D.打点结束应先检査纸带点迹是否清晰,再关闭电源3.“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示,实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能,

2、其主要原因是 (D)A.重物的质量过大 B.重物的体积过小 C.电源的电压偏低 D.重物及纸带在下落时受到阻力 4.(2018青岛高一检测)在利用竖直上抛运动做“验证机械能守恒定律”的实验时,某同学利用频闪相机记录下了小球竖直上抛的一段上升过程,如图甲所示。把小球的第一个曝光位置记为 O,依次标为a、b、c、d,与位置 O 的距离分别为 h1、h 2、h 3、h 4频闪相机电源的频率为 f,重力加速度为 g。(1)通过实验测得的数据可分别计算出各点的速度大小,小球在位置a 时的速度计算表达式为 va= _。(2)根据实验数据做出 v2-h 图线如图乙中的图线所示,若图线的斜率为 k,如果在误差

3、允许范围内满足_k=-2g_,则验证了机械能守恒定律。(3)考虑实验中存在空气阻力的影响,另有两名同学在图乙的基础上又各画了一条没有空气阻力时的图线、,其中合理的图线是_。 B 组 提升练(建议用时 20 分钟)5.(2018莆田高一检测)利用如图所示的装置可以探究系统机械能守恒,在滑块 B 上安装宽度为 L(较小)的遮光板(遮光板质量忽略不计),把滑块 B 放在水平放置的气垫导轨上,通过跨过定滑轮的绳与钩码 A 相连,连接好光电门与数字毫秒计,两光电门间距离用 s 表示。数字毫秒计能够记录滑块先后通过两个光电门的时间分别为t 1、t 2,当地的重力加速度为 g。请分析回答下列问题(1)为完成

4、验证机械能守恒的实验,除了上面提到的相关物理量之外,还需要测量的量有_钩码与滑块的质量 MA、M B_(均用字母符号表示,并写清每个符号表示的物理意义)。 (2)滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度v1= _、v 2= _。(用题中已给或所测的物理量符号来表示) (3)在本实验中,验证机械能守恒的表达式为_M Ags= (MA+MB) -(MA+MB) _。(用题中已给或所测的物理量符号来表示) 6.(2018徐州高一检测)某实验小组利用如图装置来验证机械能守恒定律。在气垫导轨上固定两个光电门,光电门连接数字毫秒计,滑块上固定宽度为 d 的遮光条。把导轨的右端垫高,测出倾角为 。已知当地重力加速

5、度为 g。(1)实验时,将滑块从某处由静止释放。 遮光条通过某光电门的时间为 t,则滑块通过此光电门的瞬时速度为 _。 (2)若通过光电门 1 和光电门 2 的速度分别为 v1和 v2,还需要测量_两光电门间的距离 L_(并给这个物理量赋予字母),满足表达式_gLsin = - _,说明机械能守恒。 (3)完成(2)问所述测量,将滑块从_不同_(选填“同一”或“不同”)位置释放,测出滑块经过光电门 1、2 的速度 v1、v 2。以 L 为横坐标,以- 为纵坐标,把所得的实验数据描点,得到一条斜率为_2gsin _、截距为_0_的图线,说明机械能守恒。 C 组 培优练(建议用时 10 分钟)7.

6、(2018深圳高一检测)如图所示,是用光电计时器等器材做“验证系统机械能守恒定律”的实验,在滑块上安装一遮光条,把滑块放在水平气垫导轨上并使其静止在 A 处,滑块通过绕过定滑轮的细绳与钩码相连,光电计时器安装在 B 处,测得滑块(含遮光条)质量为 M、钩码总质量为 m、遮光条宽度为 d、当地的重力加速度为 g,将滑块在图示 A 位置由静止释放后,光电计时器记录下遮光条通过光电门的时间为 t。(1)实验中是否要求钩码总质量 m 远小于滑块质量 M_否_(选填“是”或“否”)。 (2)实验中还需要测量的物理量是_AB 间的距离 L_(用文字及相应的符号表示)。 (3)本实验中验证机械能守恒的表达式为_mgL= (M+m) _(用以上对应物理量的符号表示)。 (4)如果系统动能增加量大于重力势能减少量,请指出实验的调节可能出现的问题是_气垫导轨不水平_。