（新课标）高考物理一轮复习 第五章 机械能及其守恒定律 实验6 验证机械能守恒定律真题.doc

验证机械能守恒定律高考真题1(2013海南卷)某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律已知打点计时器所用电源的频率为50 hz，当地重力加速度为g9.80 m/s2.实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图乙所示纸带上的第一个点记为o，另选连续的三个点a、b、c进行测量，图中给出了这三个点到o点的距离ha、hb和hc的值回答下列问题(计算结果保留3位有效数字)：(1)打点计时器打b点时，重物速度的大小vb_m/s；(2)通过分析该同学测量的实验数据，他的实验结果是否验证了机械能守恒定律？简要说明分析的依据解析：(1)由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知vb，由电源频率为50 hz可知t0.02 s，代入其他数据可解得vb3.90 m/s.(2)本实验是利用自由落体运动验证机械能守恒定律，只要在误差允许范围内，重物重力势能的减少等于其动能的增加，即可验证机械能守恒定律选b点分析，由于mv7.61m，mghb7.70m，故该同学的实验结果近似验证了机械能守恒定律答案：(1)3.90(2)见解析2(2014广东理综)某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系如图甲，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表，由数据算得劲度系数k_n/m.(g取9.8 m/s2)砝码质量/g50100150弹簧长度/cm8.627.636.66取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图乙所示；调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小_用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v，释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为_重复中的操作，得到v与x的关系如图丙，由图可知，v与x成_关系由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的_成正比解析：根据f1mgk1x1，f22mgk1x2，有ff2f1k1x2k1x1，则k149.5 n/m，同理求得k250.5 n/m，则劲度系数k50 n/m.使滑块通过两个光电门时的速度相等，就可以认为滑块离开弹簧后做匀速直线运动弹性势能转化为滑块的动能图线是过原点的直线，所以成正比，弹性势能转化为动能，即e弹mv2，弹性势能与速度的平方成正比，则弹性势能与压缩量的平方成正比答案：50 n/m相等动能正比压缩量的平方3(2013新课标全国)某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图甲所示向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能回答下列问题：(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能ep与小球抛出时的动能ek相等已知重力加速度大小为g.为求得ek，至少需要测量下列物理量中的_(填正确答案标号)a小球的质量mb小球抛出点到落地点的水平距离sc桌面到地面的高度hd弹簧的压缩量xe弹簧原长l0(2)用所选取的测量量和已知量表示ek，得ek_.(3)图乙中的直线是实验测量得到的sx图线从理论上可推出，如果h不变，m增加，sx图线的斜率会_(填“增大”“减小”或“不变”)；如果m不变，h增加，sx图线的斜率会_(填“增大”“减小”或“不变”)由图乙中给出的直线关系和ek的表达式可知，ep与x的_次方成正比解析：(1)通过计算小球离开桌面的动能来间接知道弹性势能，即epekmv；通过测小球的质量m、小球平抛运动的高度h和水平位移s来计算初速度，从而求得动能a、b、c正确(2)据sv0t和hgt2得v0s，所以动能ekmv.(3)据epekmv得s；而从理论上ep与x有关，当x不变时，ep也不变，据s可知h不变，m增大时s减小，sx图线的斜率减