（新课标）2022年高考物理一轮复习 主题五 能量和动量 综合技能演练5-1-7

（新课标）2022年高考物理一轮复习 主题五 能量和动量 综合技能演练5-1-71(2018潍坊二模)图甲是验证机械能守恒定律的实验小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定将轻绳拉至水平后由静止释放在最低点附近放置一组光电门，测出小圆柱运动到最低点的挡光时间t，再用游标卡尺测出小圆柱的直径d，如图乙所示，重力加速度为g.则(1)小圆柱的直径d_cm.(2)测出悬点到圆柱重心的距离l，若等式gl_成立，说明小圆柱下摆过程机械能守恒(3)若在悬点O安装一个拉力传感器，测出绳子上的拉力F，则要验证小圆柱在最低点的向心力公式还需要测量的物理量是_(用文字和字母表示)，若等式F_成立，则可验证向心力公式Fnm.解析(1)小圆柱的直径d10 mm20.1 mm10.2 mm1.02 cm.(2)根据机械能守恒定律得mglmv2，所以只需验证glv22，就说明小圆柱下摆过程中机械能守恒(3)若测量出小圆柱的质量m，则在最低点由牛顿第二定律得Fmgm，若等式Fmgm成立，则可验证向心力公式，可知需要测量小圆柱的质量m.答案(1)1.02(2)2(3)小圆柱的质量mmgm2(2018青岛模拟)某实验小组利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律小钢球自由下落过程中，计时装置测出小钢球先后通过光电门A、B的时间分别为tA、tB，用小钢球通过光电门A、B的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度测出两光电门间的距离为h，当地的重力加速度为g，小钢球所受空气阻力可忽略不计(1)先用游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球直径为d_cm.(2)要验证机械能是否守恒，只要比较_与_是否相等(3)实验中小钢球通过光电门的平均速度_(选填“大于”或“小于”)小钢球球心通过光电门时的瞬时速度，导致动能增加量Ek总是稍_(选填“大于”或“小于”)重力势能减少量Ep，且随小钢球下落起始高度的增加，误差越来越_(选填“大”或“小”)解析(1)由图可知，主尺刻度为8 mm，游标对齐的刻度为10，故读数为：8 mm100.05 mm8.50 mm0.850 cm.(2)若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；则有：mghmvmv即：gh.(3)已知经过光电门所用的时间和小球的直径：则可以由平均速度表示经过光电门时的速度，故v，即等于中间时刻的瞬时速度而小钢球球心通过光电门时的瞬时速度，即为中点的瞬时速度，因此平均速度小于钢球球心通过光电门时的瞬时速度；因此导致动能增加量Ek总是稍小于重力势能的减少量；由于该过程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多，故增加下落高度后，EpEk将增大答案(1)0.850(2)gh(3)小于小于大3(2017湖北检测)某研究性学习小组用如下图(a)所示装置验证机械能守恒定律让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置(O点正下方)，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，即mvmgh.直接测量摆球到达B点的速度v0比较困难现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动，利用平抛运动的规律来间接地测出v0.如图(a)中，悬点O正下方P点处有水平放置的炽热的电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易瞬间被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹用重垂线确定出A、B点的投影点N、M.重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放)，球的落点痕迹如图(b)所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M点对齐用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离x，即可验证机械能守恒定律已知重力加速度为g，小球的质量为m.(1)根据图(b)可以确定小球平抛运动的水平距离为_cm.(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0_.(3)用测出的物理量(即题中所给字母)表示出小球从A到B过程中，重力势能的减少量Ep_，动能的增加量Ek_.解析(1)画一个圆，将球的落点痕迹全部圈在里面，圆心的位置就是我们要找的球的落点，因为零刻度线与M点对齐，所以读出M、C之间的距离即小球平抛运动的水平距离，为65.0 cm(在64.065.5 cm之间均对)，注意要估读一位(2)在水平方向上xv0t，在竖直方向上h2gt2，所以v0x.(3)AN的高度为h1，BM的高度为h2，A、B两点的竖直距离为h1h2，所以减少的重力势能Epmg(h1h2)，动能的增加量Ekmv.答案(1)65.0(在64.065.5之间均对)(2)x(3)mg(h1h2)4(2017河北六校联考)某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中，提出了如下图所示的甲、乙两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验，乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验(1)组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案是_，理由是_(2)若该小组采用图甲的装置打出了一条纸带如图丙所示，相邻两点之间的时间间隔为0.02 s，请根据纸带计算出B点的速度大小为_m/s.(结果保留三位有效数字)(3)该小组内同学根据纸带算出了相应点的速度，作出v2h图线如图所示，请根据图线计算出当地的重力加速度g_m/s2.(结果保留三位有效数字)解析(2)vB m/s1.37 m/s.(3)因为mghmv2，所以gk，k为图线的斜率，求得g9.75 m/s2.答案(1)图甲采用图乙实验时，由于小车与斜面间存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小车在下滑的过程中机械能不守恒，故图乙不能用于验证机械能守恒(2)1.37(3)9.75