江苏省高中物理学业水平测试复习 第七章 机械能守恒定律 第20讲 实验：验证机械能守恒定律 能量守恒定律对点练 必修2

1、第20讲实验：验证机械能守恒定律能量守恒定律1(2017届扬州二模)关于能量耗散，下列说法中正确的是()a能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了b能量耗散表明，能量守恒定律具有一定的局限性c能量耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了d能量不可能耗散，能量守恒定律反映了自然界中能量转化的宏观过程可以有任意的方向性2(2016届徐州模拟)pm2.5主要来自化石燃料、生物质、垃圾的焚烧，为了控制污染，要求我们节约及高效利用能源，关于能源和能量，下列说法正确的是()a自然界中的石油、煤炭等能源可供人类永久使用b能量被使用后就消灭了，所以要节约能源c人

2、类应多开发和利用太阳能、风能等新能源d能量耗散说明自然界的能量在不断减小3(2018·南通学测模拟)如图1所示，弹簧上端固定在天花板上，下端悬挂一钢球，处于静止状态现将钢球竖直向下拉一小段距离后释放，钢球上下往复运动一段时间后又处于静止状态则在运动过程中()图1a钢球的重力势能逐渐增大b弹簧的弹性势能逐渐减小c能量逐渐消失d系统的机械能逐渐减小4(2018·江都中学、扬中中学等六校联考)一个木块沿粗糙斜面匀速下滑的过程中()a木块的机械能守恒b木块的内能保持不变c木块的机械能有一部分转化成内能d木块减小的重力势能全部转化为动能5(2018·扬州学测模拟)如图2所示

3、为用电火花计时器验证机械能守恒定律的实验装置关于该实验，下列说法中正确的是()图2a应用天平称出重物的质量b应选用点迹清晰，第1、2两点间距高约为2 mm的纸带进行测量c操作时应先放开纸带，后接通电源d打点计时器应接在直流电源上6(2018·如皋学测模拟)如图3所示，在“验证机械能守恒定律”实验中，下列说法正确的是()图3a重物应选择体积大、质量小的物体b必需使用天平测出重物的质量c测出纸带上两点迹间的距离，作为重物相应的下落高度d必需使用秒表测出重物下落的时间7.(2018·徐州学测模拟)(1)某同学用如图4所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验，已有铁架台、铁夹、电源

4、、纸带、打点计时器，还必须选取的器材有_(填字母)图4a砝码b重锤c秒表d刻度尺(2)实验中打点计时器接频率为f的交流电源，该同学得到的一条理想纸带如图5所示，o点对应重物做自由落体运动的初始位置，从合适位置开始选取的三个连续点a、b、c到o点的距离如图所示，已知重物的质量为m，重力加速度为g.则从打下o点到b点的过程中，重物减少的重力势能为_，重物增加的动能为_图58根据“验证机械能守恒定律”的实验回答下列问题(1)关于本实验的叙述中，正确的有_a打点计时器安装时要使两限位孔位于同一竖直线上并安装稳定，以减小纸带下落过程中的阻力b需用天平测出重物的质量c打点计时器用四节干电池串联而成的电池组

5、作为电源d用手托着重物，先闭合打点计时器的电源开关，然后释放重物e打出的纸带中，只要点迹清晰，就可以运用公式mghmv2来验证机械能是否守恒f验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面(2)验证机械能是否守恒时，对于实验中计算某一点的速度，甲同学用vgt来计算，乙同学用vn来计算其中_同学的计算方法符合实验要求计算重力势能时，对于重力加速度g的数值，甲同学用9.8 m/s2代入，乙同学用通过对纸带分析计算出重物下落的实际加速度代入，丙同学用当地的实际重力加速度代入，其中_同学的做法是正确的9.(2017·徐州学测第二次模拟)如图6所示，水平轨道左端固定一轻质弹簧，右端与半径为r的

6、光滑半圆轨道bcd相切，半圆的直径bd竖直，轻质弹簧无形变时右端位于o点，物块(与弹簧不相连)在外力作用下压缩弹簧至不同长度时静止释放，可使物块脱离弹簧时获得不同的动能ek，已知物块质量为m，与水平轨道间的动摩擦因数为，obl1，重力加速度为g，不计空气阻力，物块可看做质点图6(1)若弹簧的劲度系数为k，当弹簧被压缩至a点且oal2时，求弹力的大小；(2)物块在从a点被释放运动到o点的过程中，加速度大小和速度大小如何变化？(3)要使物块在圆轨道bcd上运动时不与轨道脱离，则物块在o点的动能ek应满足什么条件？10.半径r1 m的圆弧轨道下端与一水平轨道连接，水平轨道离地面高度h1 m，如图7所

7、示，有一质量m1.0 kg的小滑块自圆弧轨道最高点a由静止开始滑下，经过水平轨道末端b时速度为4 m/s，滑块最终落在地面上，试求：(g取10 m/s2，不计空气阻力)图7(1)滑块落在地面上时的速度大小；(2)滑块在轨道上滑行时克服摩擦力所做的功答案精析1c2.c3.d4.c5.b6.c7(1)bd(2)mgh2m(h3h1)f28(1)ad(2)乙丙解析(1)本实验要验证“mghmv2”，其中重物的质量可以消去，即不需用天平测出重物的质量，只要验证“ghv2”即可，选项b错误打点计时器的打点周期取决于交流电源的频率，或者说必须使用交流电，不可用干电池代替，所以选项c错误对于打出的纸带有两种

8、处理方法：第一，选取第1、2两点间的距离接近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量，利用“ghv2”来验证机械能是否守恒；第二，可以选择纸带点迹清晰的部分，测量任意两个计数点之间的距离h，求出这两点间的动能之差ek，运用公式mghek而不是mghmv2来验证机械能是否守恒，所以选项e错误因为本实验要验证的是重物重力势能的减少量等于其动能的增加量，而重力势能的减少量与重力势能的参考平面的位置无关，所以本实验不需要先确定重力势能的参考平面，选项f错误本题答案为a、d.(2)计算瞬时速度须使用公式vn，vgt是mv2mgh的简化形式，所以甲同学的方法不符合实验要求，乙同学的计算方法符合实验要求；重力加速度

9、g的数值应该取当地的实际重力加速度，所以丙同学的做法是正确的9见解析解析(1)由胡克定律得弹力fkl2(2)加速度先减小后反向增大，速度先增大后减小(3)要使物块在圆轨道bcd上运动时始终不脱离圆轨道，有两种情况：从o点运动到c点后返回，从o到c由能量守恒定律有ek1mgl1mgr恰好可以运动到b点时，有ek2mgl1从o点运动到d点后平抛，恰好能运动到d点时设物块的速度为vd，由能量守恒定律有ek3mgl12mgrmvd2又mgm解得ek3mgl12.5mgr综上mgl1ekmgl1mgr或ekmgl12.5mgr.10(1)6 m/s(2)2 j解析(1)因滑块经过水平轨道末端b后下落时只有重力做功，所以取滑块经过水平轨道末端b时为初状态，落在地面上时为末状态，根据机械能守恒定律可得(以地面为零势能面)：mvb2mghmv20，解得v m/s6 m/s.(2)取滑块在圆弧轨道最高点a时为初状态，落在地面上时为末状态，根据动能定理可得w总wgwfmv20，解得wfmv2wgmv2mg(rh)×1×62 j1×10×(11) j2 j，即滑块在轨道上滑行时克服摩擦力做功2 j.6edbc3191f2351dd815ff33d4435f3756edbc