2025优化设计一轮第8讲 实验 验证机械能守恒定律.docx
第在讲实验:验证机械能守恒定律1在“脸证机械能守忸定律”实睑中.小王用如图甲所示的装置.让景物从静止开始下落,打出一条消断的纸带,其中的一部分如图乙所示°。点是打下的第一个点工、B、C和。为另外4个连续打下的点，(1)为了减小实骁误差,对体枳和形状相同的正物.实蛤时选择诙度大的正物的理由是.(2)已知交变电流城率为50Hz.理物质限为200*当地重力加速度为9.80mC,则从。点到C点,，K物的重力势能变化量的绝对值IA与I=Je点的动能Ew=J.(计算结果均保留3位有效数字)比较EkC-与IA£P1.的大小.出现这一结果的原因可能是0A.工作电压偏诲B存在空气阻力和摩擦力C.接通电源前择放/纸带2 .(2023湖曲长沙二模)某兴趣小组用领闪摄影的方法脸证机械能守忸定律.实粉中将一例球从与课案桌面等高处的。点门由和放,在频闪仪拍系的照片上记录了钢球在下落过程中各个时刻的位比拍到(1)若已知嫉内仪的闪光频率为/重力加速度为8.再结合图中所给下落高度的符吮为脸证从。点到A点过程中钢球的机械能守忸成立.需验证的关系式为2交产(2)结合实际的实验场t说估算闪光频率f应为G?取IOWS2)。A.1.HzB.5HzC.20HzDJ(X)Hz3 .某物理兴梗小组在实验室中找到的实验器材住光电计时器(用两个光电门),铁架台,小钢俅,游标卡尺.电磁帙.铅垂线.电源及导线若干.利用这些推材设计如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律.(1)利用柏垂然调整铁架台、光电门等,使电磁铁、光电门I、光电门2的中心在同一竖直线上。I23卜升M/*hHH+"JymOIO20用游标卡尺测破小球的直径,如图乙所示,则小球的耳径rf=Cm.切断电破铁的电源.小球由静止自律下落.计时器记录小球通过两个光电门的挡光时间分别为M和Aa同时记录小球从光电门I到光电门2的时间为/°则小球通过光电门I时的速度为(用题中给出的物理砥符号表示)。(3)当地曳力加速度大小为&若满足关系式(用遨中给出的物理量符号表示),则表明该过程中小球的机械能守恒.4 .(2023四川成探模拟)某同学用如图中所示装置粉证机械能守忸定律.他将质试分别为s、，川的A、B两小球用轻桢无弹性细箍连接并跨过轻质定滑轮M"”电.在B上战分布有两个光电门洸电门中心间距是,重力加速度为小实验步骤如下：光电“2光电门1b6甲(I)用游标卡尺测出小球宜径乩如图乙所示Jg1.d=mm.(2)将A球由静止和放.记录B小球依次通过光电门1和光电门2的遮光时间和t1.(3)计算从光电门I到光电门2过程中系统动能的增沆AEk=.系统势能的然少IAAEP=.(用时中给出的物理量djjunxj)tn.h.!表示)(4)改变小理B位置.取双实验.并得出结论.参考答案第8讲实验:验证机械能守恒定律1 .答案(I)阻力与理力之比更小(或其他合理解株)(2)0.5470.588C解析(1)在般证机械能守恒实骏时的力越小越好,年度大的里物的力与重力之比更小.(2)0C之间的距勒为HX=27.9Ocm.因此机械能的减少量为心心=m豺=O.2x9.8xO.279OJ=O547J.匀变速运动时间中点的速度等于这段计间的平均速度,因此I1.舞=嗤答m=2.425ms,因此动能的增加量为E<c=mvc2=×0,2×2.425×2.425J=0.588K工作电压偏高不会引起实验的误差,存在摩擦力会使重力势能的臧少量大于动能的增加量,只有提前释放了纸带,纸带的初速度不为零,下落到同一位置的速度偏大才会导致动能的增加量大于重力势能的拔少量，2 .答案(I)I(SX-S)(2)C解析UM点的速度为以=等=毁”密要强迁的原理公式为3=如R可得2的=，即Sft)2.(2)课桌桌面到地面的高度约为0.8m,小球做自由落体运动,由图中可知经过8次闪光到达地面,故有先X8Ty=O.8m,解得r=0.05s,P母=20Hz.故选C。3 .答案(1)0.975喝斯哈解析(1)由题图乙可知,游标卡尺的主尺设数为09cm,游标尺的第15刻度线与主尺的某刻度线对齐,则读数为O.O5×I511n=0.75mm=O.O75cm,则小球的直径为rf=0.9crn+O.O75c11=0.975Cmn(2)小球通过光电门1时的速度为v1.=f(3)小球通过光电门2时的速度为以=.由运动学公式可将小球在r时间内下落的高度力=甘马=”簧,=嗤泮则重力势能的减少量AG=.热黯2动能的增加,AEk=mv22-5mv2="(t)(1)，在误差允许的范围内,若满足关系式AEP=a,整理即为gr=<g脸,则表明该过程中小球的机械能守恒。4 .答案(1)17.5解析(1)游标卡尺主尺的读数为17mm,第5条交线和主尺刻浅对齐,渝标尺读数为5x0mm=0.5mm,i标卡尺谈数为17mm+0.5mm=17.5mm,(3)B球经过光电门I的速度为叨=；.B球经过光电门2的速度为V2=S从光电门I到光电门2过程中系统动能的增量为f=M+M)V22-W+Wb)Vi2="小号""<6一J.系统势能的减少量为AEP=(mA-ma)gh.
