1、第20講 實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律能量守恒定律，基礎(chǔ)過(guò)關(guān)1 . （2017屆揚(yáng)州二模）關(guān)于能量耗散，下列說(shuō)法中正確的是（）A.能量耗散是指在一定條件下，能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中總量減少了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，在能源的利用過(guò)程中，能量在數(shù)量上并未減少，但在可利用的品質(zhì)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轉(zhuǎn)化的宏觀過(guò)程可以有任意的方向性（2016屆徐州模擬）PM2.5主要來(lái)自化石燃料、生物質(zhì)、垃圾的焚燒，為了控制污染，要求我們節(jié)約及高效利用能源，關(guān)于能源和能量，下列說(shuō)法正確的是（）A.自然界中的石油、煤炭等能源可供人類永久使用B.能量被使用后

2、就消滅了，所以要節(jié)約能源C.人類應(yīng)多開(kāi)發(fā)和利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源D.能量耗散說(shuō)明自然界的能量在不斷減小（2018 南通學(xué)測(cè)模擬）如圖1所示，彈簧上端固定在天花板上，下端懸掛一鋼球，處于靜 止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將鋼球豎直向下拉一小段距離后釋放，鋼球上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后又處于靜止?fàn)顟B(tài).則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（）圖1A.鋼球的重力勢(shì)能逐漸增大B.彈簧的彈性勢(shì)能逐漸減小C.能量逐漸消失D.系統(tǒng)的機(jī)械能逐漸減小（2018 江都中學(xué)、揚(yáng)中中學(xué)等六校聯(lián)考）一個(gè)木塊沿粗糙斜面勻速下滑的過(guò)程中（ ）A.木塊的機(jī)械能守恒B.木塊的內(nèi)能保持不變C.木塊的機(jī)械能有一部分轉(zhuǎn)化成內(nèi)能5. （2018 揚(yáng)州學(xué)測(cè)模擬）如圖D.木塊減小的重

3、力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能2所示為用電火花計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置.關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是(A.應(yīng)用天平稱出重物的質(zhì)量B.應(yīng)選用點(diǎn)跡清晰，第1、2兩點(diǎn)間距高約為2 mm的紙帶進(jìn)行測(cè)量C.操作時(shí)應(yīng)先放開(kāi)紙帶，后接通電源D.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在直流電源上6. （2018 如皋學(xué)測(cè)模擬）如圖 3所示，在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確 的是（）B.必需使用天平測(cè)出重物的質(zhì)量C.測(cè)出紙帶上兩點(diǎn)跡間的距離，作為重物相應(yīng)的下落高度D.必需使用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間7。(2018 徐州學(xué)測(cè)模擬)(1)某同學(xué)用如圖 4所示的裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn),已有鐵架臺(tái)、鐵夾、電源、紙帶、打

4、點(diǎn)計(jì)時(shí)器,還必須選取的器材有 (填字母).圖4A.整碼B.重錘C.秒表D.刻度尺(2)實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接頻率為 f的交流電源，該同學(xué)得到的一條理想紙帶如圖5所示，。點(diǎn)對(duì)應(yīng)重物做自由落體運(yùn)動(dòng)的初始位置，從合適位置開(kāi)始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)A B、C到。點(diǎn)的距離如圖所示，已知重物的質(zhì)量為m重力加速度為g.則從打下。點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中，重物減少的重力勢(shì)能為,重物增加的動(dòng)能為.萬(wàn)一V丁AC圖58.根據(jù)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 的實(shí)驗(yàn)回答下列問(wèn)題.(1 )關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的敘述中,正確的有.A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝時(shí)要使兩限位孔位于同一豎直線上并安裝穩(wěn)定，以減小紙帶下落過(guò)程中的阻力B.需用天平測(cè)出重物的質(zhì)量C.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用四節(jié)

5、干電池串聯(lián)而成的電池組作為電源D.用手托著重物，先閉合打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源開(kāi)關(guān)，然后釋放重物E.打出的紙帶中,只要點(diǎn)跡清晰，就可以運(yùn)用公式mgA h =錯(cuò)誤！ mV來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒F .驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒必須先確定重力勢(shì)能的參考平面(2)驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒時(shí)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)中計(jì)算某一點(diǎn)的速度，甲同學(xué)用 v=gt來(lái)計(jì)算，乙同 hn hn+1學(xué)用Vn= 2T 來(lái)計(jì)算.其中 同學(xué)的計(jì)算方法符合實(shí)驗(yàn)要求.計(jì)算重力勢(shì)能時(shí)，對(duì) 于重力加速度g的數(shù)值，甲同學(xué)用 9。8 m/s2代入，乙同學(xué)用通過(guò)對(duì)紙帶分析計(jì)算出重物下落 的實(shí)際加速度代入，內(nèi)同學(xué)用當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度代入，其中同學(xué)的做法是正確的.9。(2017 徐

6、州學(xué)測(cè)第二次模擬)如圖6所示，水平軌道左端固定一輕質(zhì)彈簧，右端與半徑為R的光滑半圓軌道 BCDffi切，半圓的直徑BD豎直，輕質(zhì)彈簧無(wú)形變時(shí)右端位于。點(diǎn)，物塊(與彈簧不相連)在外力作用下壓縮彈簧至不同長(zhǎng)度時(shí)靜止釋放，可使物塊脫離彈簧時(shí)獲得不同的動(dòng)能 民已知物塊質(zhì)量為 m與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為醫(yī)，。氏1i,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力，物塊可看做質(zhì)點(diǎn).圖6(1)若彈簧的勁度系數(shù)為 k,當(dāng)彈簧被壓縮至 A點(diǎn)且O是上時(shí)，求彈力的大小;(2)物塊在從A點(diǎn)被釋放運(yùn)動(dòng)到 。點(diǎn)的過(guò)程中，加速度大小和速度大小如何變化？(3)要使物塊在圓軌道 BCD上運(yùn)動(dòng)時(shí)不與軌道脫離，則物塊在 。點(diǎn)的動(dòng)能 E應(yīng)滿足什么條

7、件？10。半徑R= 1 m的錯(cuò)誤！圓弧軌道下端與一水平軌道連接，水平軌道離地面高度h=1 m,如圖7所示，有一質(zhì)量 m= 1。0 kg的小滑塊自圓弧軌道最高點(diǎn) A由靜止開(kāi)始滑下，經(jīng)過(guò)水平軌 道末端B時(shí)速度為4 m/s ,滑塊最終落在地面上，試求：(g取10 m/s2,不計(jì)空氣阻力)圖7(1)滑塊落在地面上時(shí)的速度大小；(2)滑塊在軌道上滑行時(shí)克服摩擦力所做的功.答案精析1. C 2.C 3。D 4.C 5。B 6。C(1) BD (2) mgh 1m( h3 h) f2 8(1 ) AD (2)乙丙解析 (1)本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證“ mgh=錯(cuò)誤！ mV,其中重物的質(zhì)量可以消去，即不需用天平測(cè)出重物的

8、質(zhì)量，只要驗(yàn)證 gh=錯(cuò)誤！V2即可，選項(xiàng) B錯(cuò)誤.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期取決于交流電源的頻率，或者說(shuō)必須使用交流電，不可用干電池代替，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤.對(duì)于打出的紙帶有兩種處理方法：第一，選取第1、2兩點(diǎn)間的距離接近 2 mm且點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測(cè)量，利用gh=錯(cuò)誤！ v2”來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒；第二，可以選擇紙帶點(diǎn)跡清晰的部分，測(cè)量任意兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離Ah,求出這兩點(diǎn)間的動(dòng)能之差 A E,運(yùn)用公式 mgA h=AE而不是 mgA h=錯(cuò)誤！ mV來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能是否 守恒，所以選項(xiàng)E錯(cuò)誤.因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的是重物重力勢(shì)能的減少量等于其動(dòng)能的增加量，而重力勢(shì)能的減少量與重力勢(shì)能的參考平面的位置無(wú)

9、關(guān)，所以本實(shí)驗(yàn)不需要先確定重力勢(shì)能的參考平面，選項(xiàng)F錯(cuò)誤.本題答案為A、D。(2)計(jì)算瞬時(shí)速度須使用公式 Vn=錯(cuò)誤！，v=gt是錯(cuò)誤！mV= mgh的簡(jiǎn)化形式，所以甲同學(xué)的 方法不符合實(shí)驗(yàn)要求，乙同學(xué)的計(jì)算方法符合實(shí)驗(yàn)要求；重力加速度g的數(shù)值應(yīng)該取當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度，所以內(nèi)同學(xué)的做法是正確的.見(jiàn)解析解析(1 )由胡克定律得彈力 F= kl 2(2)加速度先減小后反向增大，速度先增大后減小(3)要使物塊在圓軌道 BCD上運(yùn)動(dòng)時(shí)始終不脫離圓軌道,有兩種情況：從。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)后返回，從。到C由能量守恒定律有國(guó)二d mgli + mgR恰好可以運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，有&=dmgli從。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)后平拋，

10、恰好能運(yùn)動(dòng)到 D點(diǎn)時(shí)設(shè)物塊的速度為 Vd,由能量守恒定律有l(wèi)，一r 12Ek3 = it mgli + 2mgR-2mw又mg= nW誤！解得國(guó)=dmgli+ 2。5mgR綜上 d mgli&Ew mgli + mgF E mgli + 20 5mgR 10. (1) 6 m/s (2)2 J解析(1)因滑塊經(jīng)過(guò)水平軌道末端B后下落時(shí)只有重力做功，所以取滑塊經(jīng)過(guò)水平軌道末端B時(shí)為初狀態(tài)，落在地面上時(shí)為末狀態(tài)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得(以地面為零勢(shì)能面)：錯(cuò)誤！ mv2 + mgh=錯(cuò)誤！ mV+ 0,解得v =錯(cuò)誤！=錯(cuò)誤！ m/s = 6 m/s.(2)取滑塊在圓弧軌道最高點(diǎn)A時(shí)為初狀態(tài)，落在

11、地面上時(shí)為末狀態(tài)，一 2根據(jù)動(dòng)能定理可得 W = W+ W=錯(cuò)誤！mv 0,解得 W=錯(cuò)誤！ mG W=錯(cuò)誤！ mV mg ( R h)=；X 1X62 J1X10X(1+1) J=2 J,即滑塊在軌道上滑行時(shí)克服摩擦力做功2 J.尊敬的讀者：本文由我和我的同事在百忙中收集整編出來(lái)，本文檔在發(fā)布之前我們對(duì)內(nèi)容進(jìn)行仔 細(xì)校對(duì)，但是難免會(huì)有不盡如人意之處，如有疏漏之處請(qǐng)指正，希望本文能為您解 開(kāi)疑惑，引發(fā)思考。文中部分文字受到網(wǎng)友的關(guān)懷和支持，在此表示感謝！在往后 的日子希望與大家共同進(jìn)步，成長(zhǎng)。This article is collected and compiled by my colleagues and I in ourbusy schedule. We proofread the content carefully before the release ofthis article, but it is inevitable that there will be someunsatisfactory points. If there are omissions, please correct them. I