高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 實(shí)驗(yàn)六 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課時(shí)作業(yè)

《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 實(shí)驗(yàn)六 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課時(shí)作業(yè)》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 實(shí)驗(yàn)六 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課時(shí)作業(yè)（7頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 實(shí)驗(yàn)六 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 一、單項(xiàng)選擇題 1．(2016江西余江一中二模)在高中物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．在“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)改變橡皮筋的長(zhǎng)度來(lái)改變拉力做功的數(shù)值 B．在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，采用的科學(xué)方法是等效替代法 C．在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，可用直尺直接測(cè)量彈簧的伸長(zhǎng)量 D．在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，常常采用圖象法可以減小系統(tǒng)誤差 解析：我們用橡皮筋拉動(dòng)小車(chē)的方法來(lái)探究橡皮筋的拉力對(duì)小車(chē)所做的功與小車(chē)速度變化的關(guān)系時(shí)，每次保持橡皮筋的形變量一定，當(dāng)有n根相同橡皮筋并系在小車(chē)上時(shí)，n根相同橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功就等于系一

2、根橡皮筋時(shí)對(duì)小車(chē)做的功的n倍，所以每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度必須要保持一致，故A錯(cuò)誤；在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，采用的科學(xué)方法是等效替代法：兩個(gè)分力與合力的效果是相同的，故B正確；為了減小誤差，應(yīng)測(cè)量彈簧的總長(zhǎng)度，不能直接測(cè)量伸長(zhǎng)量，故C錯(cuò)誤；圖象法只能減小因測(cè)量而產(chǎn)生的偶然誤差，不能減小系統(tǒng)誤差，故D錯(cuò)誤． 答案：B 2．(2017吉大附中模擬)如圖所示為游樂(lè)場(chǎng)中過(guò)山車(chē)的一段軌道，P點(diǎn)是這段軌道的最高點(diǎn)，A、B、C三處是過(guò)山車(chē)的車(chē)頭、中點(diǎn)和車(chē)尾．假設(shè)這段軌道是圓軌道，各節(jié)車(chē)廂的質(zhì)量相等，過(guò)山車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中不受牽引力，所受阻力可忽略．那么過(guò)山車(chē)在通過(guò)P點(diǎn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的

3、是(　　) A．車(chē)頭A通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度最小 B．車(chē)的中點(diǎn)B通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度最小 C．車(chē)尾C通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度最小 D．A、B、C通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度一樣大 解析：過(guò)山車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受到重力和軌道支持力作用，只有重力做功，機(jī)械能守恒，動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，則當(dāng)重力勢(shì)能最大時(shí)，過(guò)山車(chē)的動(dòng)能最小，即速度最小，根據(jù)題意可知，車(chē)的中點(diǎn)B通過(guò)P點(diǎn)時(shí)，重心的位置最高，重力勢(shì)能最大，則動(dòng)能最小，速度最小，故選B. 答案：B 3．(2017山東師范大學(xué)附屬中學(xué)模擬)一小球從地面上以某一初速度豎直向上拋出，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力大小與速率成正比，在上升過(guò)程中，下列能正確反映小球的機(jī)械能E隨上升高度h

4、的變化規(guī)律(選地面為零勢(shì)能參考平面)的是(　　) 解析：小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中阻力做負(fù)功，根據(jù)能量守恒定律可得：E＝E0－fh＝E0－kvh，E-h圖象的斜率表示阻力，因?yàn)樗俣仍跍p小，所以阻力在減小，故圖象的斜率減小，C正確． 答案：C 4．(2017江蘇如東高級(jí)中學(xué)期中)如圖甲所示，豎直放置的輕彈簧一端固定在水平地面上，一小球放在輕彈簧的上端而不拴連，從靜止開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，規(guī)定運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)為重力勢(shì)能的零點(diǎn)，小球機(jī)械能E隨其位移大小x的變化規(guī)律如圖乙所示，且曲線(xiàn)與平行于x軸的直線(xiàn)相切，則下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．小球在0～x1這段位移上加速度一直減小 B．小球在0～x1這段

5、位移上加速度先減小后變大 C．小球在x1～x2這段位移上先加速后減速運(yùn)動(dòng) D．上升過(guò)程中，彈簧對(duì)小球做的功為E0 解析：小球在0～x1這段位移上，彈簧對(duì)小球有向上的彈力，彈力先大于重力，后小于重力．彈力不斷減小，則小球所受的合力先減小后增大，加速度先減小后增大，故A錯(cuò)誤，B正確；小球在x1～x2這段位移上，小球離開(kāi)彈簧后做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，先向上減速后向下加速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；上升過(guò)程中，根據(jù)功能原理可知，彈簧對(duì)小球做的功等于小球機(jī)械能的增加量，彈簧對(duì)小球做的功為E0，故D錯(cuò)誤． 答案：B 5.(2017黑龍江哈爾濱六中期中)如圖所示，物體A的質(zhì)量為M，圓環(huán)B的質(zhì)量為m，通過(guò)繩子連接在一起

6、，圓環(huán)套在光滑的豎直桿上，開(kāi)始時(shí)連接圓環(huán)的繩子處于水平，長(zhǎng)度l＝4 m，現(xiàn)從靜止釋放圓環(huán)．不計(jì)定滑輪和空氣的阻力，g取10 m/s2，若圓環(huán)下降h＝3 m時(shí)的速度v＝5 m/s，則A和B的質(zhì)量關(guān)系為(　　) A.＝　　　　　　　 B.＝ C.＝ D.＝ 解析：下降3 m后圓環(huán)的速度可以按如圖所示分解，故可得vA＝vcos θ＝，A、B和繩子看成一個(gè)整體，整體只有重力做功，機(jī)械能守恒，當(dāng)圓環(huán)下降h＝3 m時(shí)，根據(jù)機(jī)械能守恒可得mgh＝MghA＋mv2＋MvA2，其中hA＝－l，聯(lián)立可得＝，故A正確． 答案：A 二、多項(xiàng)選擇題 6.(2016廣東韶關(guān)模擬)一輕質(zhì)彈簧，固定于天花板上的

7、O點(diǎn)處，原長(zhǎng)為L(zhǎng)，如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物塊從A點(diǎn)豎直向上拋出，以速度v與彈簧在B點(diǎn)相接觸，然后向上壓縮彈簧，到C點(diǎn)時(shí)物塊速度為零，在此過(guò)程中無(wú)機(jī)械能損失，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．由A到C的過(guò)程中，動(dòng)能和重力勢(shì)能之和保持不變 B．由B到C的過(guò)程中，彈性勢(shì)能和動(dòng)能之和逐漸減小 C．由A到C的過(guò)程中，物塊m的機(jī)械能守恒 D．由B到C的過(guò)程中，物塊與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 解析：對(duì)物塊由A到C的過(guò)程中，除重力做功外還有彈簧彈力做功，物塊機(jī)械能不守恒，A、C錯(cuò)誤；對(duì)物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能和動(dòng)能之和不變，上升過(guò)程中，重力勢(shì)能增加，故彈性勢(shì)能和動(dòng)能之和逐

8、漸減小，B、D正確． 答案：BD 7.(2017山東東營(yíng)一中質(zhì)檢)如圖，豎直環(huán)A半徑為r，固定在木板B上，木板B放在水平地面上，B的左右兩側(cè)各有一擋板固定在地上，B不能左右運(yùn)動(dòng)，在環(huán)的最低點(diǎn)靜放有一小球C，A、B、C的質(zhì)量均為m.給小球一水平向右的瞬時(shí)速度v，小球會(huì)在環(huán)內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，為保證小球能通過(guò)環(huán)的最高點(diǎn)，且不會(huì)使環(huán)在豎直方向上跳起(不計(jì)小球與環(huán)的摩擦阻力)，瞬時(shí)速度v必須滿(mǎn)足(　　) A．最小值 B．最大值 C．最小值 D．最大值 解析：小球在最高點(diǎn)，速度最小時(shí)有mg＝m，解得v1＝.根據(jù)機(jī)械能守恒定律有2mgr＋mv12＝mv′12，解得v′1＝.小球在最高點(diǎn)，速度最大

9、時(shí)有mg＋2mg＝m，解得v2＝.根據(jù)機(jī)械能守恒定律有2mgr＋mv22＝mv′22，解得v′2＝.所以保證小球能通過(guò)環(huán)的最高點(diǎn)，且不會(huì)使環(huán)在豎直方向上跳起，最低點(diǎn)的速度范圍為：≤v≤，故C、D正確，A、B錯(cuò)誤． 答案：CD 8.(2016廣東廣州模擬)如圖，不計(jì)空氣阻力，從O點(diǎn)水平拋出的小球抵達(dá)光滑斜面上端P處時(shí)，速度方向恰好沿著斜面方向，然后緊貼斜面PQ做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小比平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的大 B．小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小比平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的小 C．撤去斜面，小球仍從O點(diǎn)以相同速度水平拋出，落地速率將不變 D．撤去斜面，小球仍從

10、O點(diǎn)以相同速度水平拋出，落地時(shí)間將不變 解析：小球在抵達(dá)斜面之前做平拋運(yùn)動(dòng)，加速度為g，在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律得加速度為a＝＝gsin α(α是斜面的傾角)，可知小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小比平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的小，故A錯(cuò)誤，B正確．整個(gè)過(guò)程中小球的機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得mgh＋mv02＝mv2，則落地時(shí)速率v＝，若撤去斜面，小球仍從O點(diǎn)以相同速度水平拋出，落地速率將不變，故C正確．比較小球在斜面上與空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，由于小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度為a＝gsin α，豎直分加速度為a⊥＝asin α＝gsin2α＜g，則知撤去斜面后，落地時(shí)間變短，故D錯(cuò)誤． 答案：BC 三、非選擇題

11、 9．(2017四川成都七中期中考試)如圖甲所示，跨過(guò)定滑輪的細(xì)線(xiàn)兩端系著質(zhì)量均為M的物塊A、B，A下端與通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，B上放置一質(zhì)量為m的金屬片C，固定的金屬圓環(huán)D處在B的正下方，系統(tǒng)靜止時(shí)C、D間的高度差為h.先接通電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，再由靜止釋放B，系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)B穿過(guò)圓環(huán)D時(shí)C被D阻擋而停止． (1)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖乙所示，其中每相鄰兩點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz.由此可計(jì)算出C被阻擋前B的加速度大小a＝________ m/s2；B剛穿過(guò)D時(shí)的速度大小v＝________ m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)． (2)

12、若用該裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，則需驗(yàn)證等式________是否成立．還可運(yùn)用圖象法加以驗(yàn)證：改變物塊B的釋放位置，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，記錄每次C、D間的高度差h，并求出B剛穿過(guò)D時(shí)的速度v，作出v2-h圖線(xiàn)如圖丙所示，根據(jù)圖線(xiàn)得出重力加速度的表達(dá)式g＝________，代入數(shù)據(jù)再與當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮”容^，判斷系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒(均用題中物理量的字母表示)． (3)在不增加實(shí)驗(yàn)器材的情況下，請(qǐng)?zhí)岢鰷p小實(shí)驗(yàn)誤差的一個(gè)辦法：________. 解析：(1)根據(jù)Δx＝aT2，運(yùn)用逐差法得，a＝＝ m/s2＝4.8 m/s2. B剛穿過(guò)D時(shí)的速度大小v＝m/s≈2.6 m/s. (2)系統(tǒng)重力勢(shì)能的

13、減少量ΔEp＝mgh，系統(tǒng)動(dòng)能的增加量ΔEk＝(2M＋m)v2，則需驗(yàn)證mgh＝(2M＋m)v2. 根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒得，mgh＝(2M＋m)v2，解得g＝. (3)減小誤差的方法：適當(dāng)增加C、D間的高度差；適當(dāng)增加金屬片C的質(zhì)量；保證打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔在同一豎直線(xiàn)上． 答案：(1)4.8　2.6　(2)mgh＝(2M＋m)v2　　(3)適當(dāng)增大C、D間的高度差　適當(dāng)增加金屬片C的質(zhì)量　保證打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔在同一豎直線(xiàn)上 10．(2017甘肅蘭州質(zhì)檢)如圖所示，豎直平面內(nèi)固定著由兩個(gè)半徑為R的四分之一圓弧構(gòu)成的細(xì)管道ABC，圓心連線(xiàn)O1O2水平．輕彈簧左端固定在豎直擋板上，右端靠著質(zhì)

14、量為m的小球(小球的直徑略小于管道內(nèi)徑)，長(zhǎng)為R的薄板DE置于水平面上，板的左端D到管道右端C的水平距離為R.開(kāi)始時(shí)彈簧處于鎖定狀態(tài)，具有一定的彈性勢(shì)能，重力加速度為g.解除鎖定，小球離開(kāi)彈簧后進(jìn)入管道，最后從C點(diǎn)拋出(不計(jì)小球與水平面和細(xì)管的摩擦)． (1)若小球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道外側(cè)的彈力的大小為mg，求彈簧鎖定時(shí)具有的彈性勢(shì)能Ep； (2)試通過(guò)計(jì)算判斷小球能否落在薄板DE上． 解析：(1)解除彈簧鎖定后小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過(guò)程，彈簧和小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，設(shè)小球到達(dá)C點(diǎn)的速度大小為v1，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得： Ep＝2mgR＋mv12. 小球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)所受的彈力的大小為mg，方

15、向向下，根據(jù)向心力公式得mg＋mg＝m，解得Ep＝3mgR. (2)小球離開(kāi)C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：2R＝gt2，x＝v1t，解得x＝2R＞2R，所以小球不能落在薄板DE上． 答案：(1)3mgR　(2)不能 11.(2016四川內(nèi)江三模)為了緩解城市交通擁堵問(wèn)題，某市交通部門(mén)在禁止行人步行的十字路口增設(shè)了長(zhǎng)度為12 m的“直行待行區(qū)”．如圖所示，當(dāng)其他車(chē)道的車(chē)輛右轉(zhuǎn)時(shí)，直行道上的車(chē)輛可以提前進(jìn)入“直行待行區(qū)”；當(dāng)直行綠燈亮起時(shí)，可從“直行待行區(qū)”直行通過(guò)十字路口．如果該路段的限速為60 km/h，從提示進(jìn)入“直行待行區(qū)”到直行綠燈亮起的時(shí)間為4 s，現(xiàn)某汽車(chē)司機(jī)駕駛質(zhì)量為

16、1.5 t的小汽車(chē)，汽車(chē)的額定功率為63 kW，汽車(chē)的前端剛好停在停車(chē)線(xiàn)處，當(dāng)司機(jī)看到上述提示時(shí)，立即由靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)汽車(chē)的前端運(yùn)動(dòng)到“直行待行區(qū)”的前段線(xiàn)時(shí)，正好直行的綠燈亮起，司機(jī)保持該加速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到額定功率后保持功率不變．汽車(chē)在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力為車(chē)重的0.2倍，重力加速度g取10 m/s2，則： (1)在前4 s時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功是多少？ (2)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)12 s達(dá)到該路段限速，汽車(chē)經(jīng)過(guò)的總位移是多少？(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 解析：(1)在這段時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)前進(jìn)的位移為x＝at2， 汽車(chē)的加速度為a＝＝1.5 m/s2， 汽車(chē)受到的阻力f＝km

17、g＝3103 N， 根據(jù)牛頓第二定律有F－f＝ma， 牽引力做功WF＝Fx， 由以上兩式得WF＝6.3104 J. (2)設(shè)汽車(chē)達(dá)到額定功率時(shí)的速度為v′，時(shí)間為t′，位移為x1，則P額＝Fv′， v′＝at′，x1＝at′2. 設(shè)汽車(chē)以額定功率行駛的位移為x2，根據(jù)動(dòng)能定理有 P額(t－t′)－fx2＝mv2－mv′2， 由以上各式解得x1＝48 m，x2＝50.6 m. 汽車(chē)經(jīng)過(guò)的位移x＝x1＋x2＝98.6 m. 答案：(1)6.3104 J　(2)98.6 m 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375