人教6.6 实验七：探究机械能守恒定律（练）--2023年高考物理一轮复习讲练测（全国通用）（解析版）.docx

专题6.6 实验七：探究机械能守恒定律
1．某同学利用图示装置来进行验证机械能守恒定律的实验。
（1）关于本实验的下列说法中，正确的有___________
A．为减小实验误差，重物一般选用密度大、体积小的重锤
B．释放重物前，重物应离打点计时器远一些
C．实验时，一定要称出重物的质量
D．实验时，要在松开纸带让重物下落的同时接通电源
（2）现要测量重物由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。
A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t通过v=gt和计算出瞬时速度
C．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的解时速度等于该点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度 h
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于该点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v
以上方案中只有一种正确， 正确的是___________。（填入相应的字母）
（3）若已知打点计时器的电源频率为50Hz，当地的重力加速度g=9.8m/s2，重物质量为m=0.50kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，其中O为第一个点，A、B、C为另外3个连续点，根据图中数据可知，重物由O点运动到B点，重力势能减少量 =___________J；动能增加量 =___________ J。 （本题计算结果保留三位有效数字）
（4）本实验产生误差的主要原因是___________。
【答案】     A     D     3.85 J     3.80 J     重物下落的过程中受到阻力作用（空气阻力、纸带与打点计时器限位孔的摩擦阻力）
【解析】
（1）[1]A．实验中应选用密度较大、体积较小的重锤进行实验，这样可以减小空气阻力带来的影响，故A正确；
B．为充分利用纸带，释放重物前，重物应离打点计时器近一些，故B错误；
C．在实验中质量可以消去，故不需要测量质量，故C错误；
D．在实验中应先开电源，再松手让纸带下落，故D错误。
故选A。
（2）[2]ABC．该实验是验证机械能守恒定律的实验．因为我们知道自由落体运动只受重力，机械能就守恒，如果把重物的实际运动看成自由落体运动，再运用自由落体的规律求解速度，则不需要验证，故ABC不符合题意；
D．在该实验中，要验证的是与是否相等，即
因此需要用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，最后验证两者是否相等，故D符合题意。
故选D。
（3）[3] 重物由O点运动到B点，重力势能减少量
[4]利用匀变速直线运动的推论，可得打下B点时重物的速度为
动能增加量
（4）[5]本实验产生误差的主要原因是重物下落的过程中受到阻力作用（空气阻力、纸带与打点计时器限位孔的摩擦阻力）。
2．某同学用如图1所示的装置验证机械能守恒定律。一根细线系住铜球，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的遮光条，将钢球拉至不同位置由静止释放，造光条经过光电门的挡光时间：可由计时器充出，取作为钢球经过A点时的速度，记录钢球每次下落的高度和计时器示数，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小与动能变化大小就能验证机械能是否守恒。
（1）用计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度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2所示，其读数为___________cm。某次测量中，计时器的示数为0.0100s，则钢球的速度为___________。（结果保留3位有效数字）
（3）下表为该同学的实验结果：
（）
4.892
9.786
14.69
19.59
29.38
（）
5.04
10.1
15.1
20.0
29.8
他发现表中的与之间存在差异，你认为这差异是否是由于空气阻力造成的___________ 。（填“是”或“否”）
【答案】     B     1.50##1.49##1.51     1.50##1.49##1.51     否
【解析】
（1）[1]用计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度应测量释放时的钢球球心到钢球在A点时的球心之间的竖直距离，B正确，AC错误。
故选B。