人教版高考物理一轮总复习精品课件 第5单元 机械能 实验练7验证机械能守恒定律.ppt

本课结束实验练7验证机械能守恒定律12341.(2023浙江台州期末)某实验小组利用如图甲所示的装置验证系统机械能守恒定律,已知弹簧的劲度系数为k,原长为L0,钩码的质量为m。已知弹簧的弹性势能表达式为Ep=kx2,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量,当地的重力加速度大小为g。(1)要完成该实验,除了图甲中器材以外,还必需的器材是。A.低压直流电源B.刻度尺C.秒表甲B1234(2)在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置,此时弹簧的长度为L。接通打点计时器电源,从静止释放钩码,弹簧收缩,得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图乙所示,纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T(在误差允许范围内,认为释放钩码的同时打出A点)。从打下A点到打下F点时间内,弹簧的弹性势能减少量为。?乙丙1234(3)实验小组中的小王同学利用计算F点对应的速度,但小组内另一位同学却认为钩码的运动并非匀加速运动,故此计算方法存在误差,计算值比真实值(选填“偏大”或“偏小”)。?(4)利用计算机软件对实验数据进行处理,得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系如图丙所示。由图丙可知,随着h增加,两条曲线在纵向的间隔逐渐变大,可能原因是。?偏小空气阻力和打点计时器与纸带间的阻力做负功1234解析(1)打点计时器需用低压交流电,需用刻度尺测量距离,无需秒表,故选B。(3)钩码运动过程中做加速度减小的加速运动,根据平均速度代替瞬时使得的计算方法可知计算值比真实值偏小。(4)弹簧弹性势能一部分转化为钩码、纸带、弹簧的重力势能和动能,由于纸带与限位孔之间的摩擦阻力或钩码运动过程中的空气阻力做功,系统机械能减小,故随着h增大,两条曲线在纵向的间隔逐渐变大。12342.(2023浙江温州二模)(1)在下列实验中,需要用到打点计时器的有。?A.探究平抛运动的特点B.探究加速度与力、质量的关系C.用单摆测重力加速度大小D.探究向心力大小表达式B1234(2)在验证机械能守恒定律的实验中,实验装置如图1所示。按照正确操作得到如图2所示的纸带。其中打O点时释放物体,计数点A、B、C是打点计时器连续打下的三个点。已知打点计时器的电源频率为50Hz,重物质量为200g,当地重力加速度g取9.80m/s2。①实验桌上放着如图3所示的三个物体甲、乙、丙,则实验装置中的重物应选择(选填“甲”“乙”或“丙”)。?丙1234②在纸带OB段,重物的重力势能减少量为J(结果保留三位有效数字)。?③为了计算在OB段重物的动能增加量,需得到计时器打B点时重物的速度大小vB。下列计算B点速度大小方法正确的是。?0.453C1234(3)为了探究物体下落受空气阻力大小的影响因素,某同学利用手机中的加速度传感器及相关应用程序,记录如图4中丁、戊两种情况下落手机的加速度大小随时间变化的图像。与丁对应的图像为图5中的(选填“A”或“B”),在图A中手机下落过程中加速度逐渐减小的原因是?。?B根据牛顿第二定律可得mg-Ff=ma,速度逐渐变大,空气阻力也变大,故加速度减小1234解析(1)探究平抛运动的特点,需要描物体的运动轨迹,且轨迹是曲线,打点计时器只能用来研究直线运动,所以不需要打点计时器,故A错误;探究加速度与力、质量的关系实验中需要测量加速度的大小,需要通过纸带测量加速度,所以需要打点计时器,故B正确;用单摆测量重力加速度实验中需要用刻度尺测摆长和秒表测周期,不需要打点计时器,故C错误;探究向心力大小表达式,不需要打点计时器,故D错误。1234(2)①纸带下端所挂物体应该体积小,质量大,从而受到的阻力较小,而丙是重锤,故选丙。②在纸带OB段,重物的重力势能减少量Ep=mgh=200×10-3×9.8×23.10×10-2J≈0.453J。③计算B点速度大小,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该段时间内的平均速度可以求出物体在B点时的速度,故选C。(3)丁手机下落过程中,随着速度的增大,空