（浙江专用）2014版高考物理一轮作业手册 第16讲 能量转化和守恒定律（含解析） 新人教版

4．在追寻科学家研究足迹的过程中，某同学为探究恒力做功和物体动能变化间的关系，采用了如图S5－3甲所示的“探究物体加速度与物体质量、受力之间关系”的实验装置．

图S5－3

(1)实验时，该同学想用钩码的重力表示滑块受到的合力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中应该采取的两项措施是________和________．

(2)如图S5－4所示是实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是连续的六个计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，相邻计数点间距离已在图中标出，测出滑块的质量为M，钩码的总质量为m.从打B点到打E点的过程中，为达到实验目的，该同学应该寻找________和________之间的数值关系(用题中和图中的物理量符号表示)．

图S5－4

5．某实验小组采用如图S5－5所示的装置探究动能定理，小车内可放置砝码．实验中小车碰到制动装置时，钩码没有到达地面，打点计时器的工作频率为50 Hz.

图S5－5

(1)如图S5－6所示是实验中得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D、E五个计数点，可获得各计数点到O的距离x及对应时刻小车的瞬时速度v，如下表所示．请将C点的测量结果填在表中相应位置．

图S5－6

测量点 x/cm v/m·s －1O 0.00 0.35 A 1.51 0.40 B 3.20 0.45 C ____ ____ 22D 7.15 0.54 E 9.41 0.60 (2)实验小组根据实验数据绘出了如图S5－7所示的图线(其中Δv＝v－v)，根据图线可获得的结论是________________________．要验证动能定理，还需测量的物理量是摩擦力f和____________．

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图S5－7

6．某学习小组做探究动能定理实验的装置如图S5－8所示，图中小车在1条橡皮筋作用下弹出并沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条??完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次??实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．

图S5－8

(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、________和________；

(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜以平衡掉摩擦阻力，则下列验证摩擦阻力已被平衡的操作正确的是( )

A．轻推一下小车，能够自由下滑即可 B．轻推一下小车，能够匀速下滑即可

C．轻推一下拖着纸带的小车，能够自由下滑即可 D．轻推一下拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可

(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是( )

A．橡皮筋处于原长状态 B．橡皮筋仍处于伸长状态 C．小车在两个铁钉的连线处 D．小车已过两个铁钉的连线

(4)在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________部分进行测量(根据如图S5－9所示的纸带回答)．

图S5－9

7．2012·豫北六校联考某探究小组利用气垫导轨和光电门计时器等装置(如图S5－10所示)探究动能定理．他们通过改变滑轮下端的小盘中沙子的质量来改变滑块水平方向的拉力；滑块上装有宽为d的挡光片．实验中，用天平称出小盘和沙子的总质量为m，滑块(带挡光片)的质量为M，计时器显示挡光片经过光电门1和2的时间分别为Δt1、Δt2.

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图S5－10

(1)在满足______的条件下，才可以认为小盘和沙子的重力所做的功等于滑块动能的改变量．

(2)实验中还必须测量的物理量是______，试写出本次探究的原理表达式(用测量量和已知量表示)________________________．

(3)写出一个减小本实验误差的方法： __________________________________________．

实验(六) [实验6 验证机械能守恒定律]

1．在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，打点计时器的两个限位孔不在同一竖直线上会使纸带通过时受到较大阻力，这样导致的实验结果是( )

1212

A．mgh>mv B．mgh

2212

C．mgh＝mv D．以上均有可能

2

图S6－1

2．2012·天津一中月考某同学利用如图S6－1所示的实验装置验证机械能守恒定律． (1)请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当：________________________________________________________________________；

____________________________________．

(2)该同学经正确操作得到如图S6－2所示的纸带，取连续的六个点A、B、C、D、E、F为计数点，测得点A到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5，若打点的时间间隔为T，则打E点时重物速度的表达式为vE＝________．

图S6－2

3．关于利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验，以下说法正确的是( )

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A．实验中摩擦是不可避免的，因此纸带越短越好，因为纸带越短，克服摩擦力做的功就越少，误差就越小

B．实验时需称出重锤的质量

C．纸带上第1、2两点间距若不接近2 mm，则无论怎样处理实验数据，实验误差都一定较大

D．处理打点的纸带时，可以直接利用打点计时器打出的实际点迹，而不必选取计数点

图S6－3

4．2012·上饶一模利用如图S6－3所示装置可以验证机械能守恒定律，实验中电火花计时器所用交流电源的频率为50 Hz，得到如图S6－4所示的纸带．选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为x0＝19.00 cm，点A、C间的距离为x1

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＝8.36 cm，点C、E间的距离为x2＝9.88 cm，取9.8 m/s，测得重物的质量为100 g.

选取O、C两点为初末位置验证机械能守恒定律．重物减少的重力势能为________ J，打下C点时重物的动能为________J．(结果保留两位有效数字)

图S6－4

5．图S6－5是某实验小组验证钩码和滑块组成的系统机械能守恒的实验装置，图中的气垫导轨被水平地固定在实验台上．

图S6－5

(1)实验中，用螺旋测微器测量遮光条的宽度d.

(2)实验时将滑块从图示位置由静止释放，由光电计时器读出遮光条通过光电门所用的时间Δt，钩码的质量m已用天平测得，为了验证系统机械能守恒，在本次实验中还需要测量的物理量有__________________________(文字说明并用相应的字母表示)．

(3)在实验误差允许的范围内，本实验验证机械能守恒的关系式是__________(用测量的物理量符号表示)

6．利用气垫导轨装置验证机械能守恒定律时，先把导轨调成水平，然后按如图S6－6所示的方式，用垫块把导轨一端垫高H，质量为m的滑块上安装宽度d＝3.0 cm的遮光板．使滑块由轨道上端任一处滑下，测出它通过光电门G1和G2时的速度v1和v2，就可以算出它由122

G1到G2这段过程中动能的增加量ΔEk＝m(v2－v1)，再算出重力势能的减少量ΔEp＝mgh，比

2较ΔEk与ΔEp的大小，便可验证机械能是否守恒．图中H、L、s均已事先设定，滑块通过两个光电门所用时间分别为Δt1和Δt2.

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