摘要:机械能守恒定律反映的是物体初.末状态的机械能间关系.且守恒是有条件的.而动能定理揭示的是物体动能的变化跟引起这种变化的合外力的功间关系.既关心初末状态的动能.也必须认真分析对应这两个状态间经历的过程中做功情况. 规律方法 1.单个物体在变速运动中的机械能守恒问题2.系统机械能守恒问题 点评(1)对绳索.链条这类的物体.由于在考查过程中常发生形变.其重心位置对物体来说.不是固定不变的.能否确定其重心的位里则是解决这类问题的关键.顺便指出的是均匀质量分布的规则物体常以重心的位置来确定物体的重力势能.此题初态的重心位置不在滑轮的顶点.由于滑轮很小.可视作对折来求重心.也可分段考虑求出各部分的重力势能后求出代数和作为总的重力势能.至于零势能参考面可任意选取.但以系统初末态重力势能便于表示为宜. (2)此题也可以用等效法求解.铁链脱离滑轮时重力势能减少.等效为一半铁链至另一半下端时重力势能的减少.然后利用ΔEP=-ΔEK求解.留给同学们思考. 机械能守恒定律的应用
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(1)如图1为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.
①某同学按照正确操作选的纸带如图所示,其中O是起始点,A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点,打点频率为50Hz,该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离,并记录在图2中(单位:cm),重锤的质量为m=0.1kg,重力加速度g=9.80m/s2.根据以上数据当打点计时器打到D点时,重物重力势能的减少量为
②该装置也可用于精度要求不是很高的重力加速度g的测量,依据第(2)问中选取的纸带可计得重力加速度g=
(2)某同学做“测量金属丝电阻率”的实验.
①首先,他用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,并求出其平均值作为金属丝的直径d.其中某次测量如图3所示,这次测量对应位置金属导线的直径为
②然后他测量了金属丝的电阻.实验中使用的器材有:
a.金属丝(长度x0为1.0m,电阻约5Ω~6Ω)
b.直流电源(4.5V,内阻不计)
c.电流表(200mA,内阻约1.0Ω)
d.电压表(3V,内阻约3kΩ)
e.滑动变阻器(50Ω,1.5A)
f.定值电阻R1(5.0Ω,1.5A)
g.定值电阻R2(10.0Ω,1.0A)
h.定值电阻R3(100.0Ω,1.0A)
i.开关,导线若干
该同学实验时的电路图如图4所示,且在实验中两块电表的读数都能接近满偏值,定值电阻应该选
③设法保持金属丝的温度不变,而逐渐减小上述金属丝(长度为x0)接入电路的长度x,当电压表的示数保持不变时,下列图象中正确反映了金属丝电阻消耗的功率P随x变化规律的是
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①某同学按照正确操作选的纸带如图所示,其中O是起始点,A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点,打点频率为50Hz,该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离,并记录在图2中(单位:cm),重锤的质量为m=0.1kg,重力加速度g=9.80m/s2.根据以上数据当打点计时器打到D点时,重物重力势能的减少量为
0.190
0.190
J,动能的增加量为0.186
0.186
J.(要求计算数值保留三位有效数字)②该装置也可用于精度要求不是很高的重力加速度g的测量,依据第(2)问中选取的纸带可计得重力加速度g=
9.69
9.69
m/s2.(要求计算数值保留三位有效数字)(2)某同学做“测量金属丝电阻率”的实验.
①首先,他用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,并求出其平均值作为金属丝的直径d.其中某次测量如图3所示,这次测量对应位置金属导线的直径为
0.526
0.526
mm;②然后他测量了金属丝的电阻.实验中使用的器材有:
a.金属丝(长度x0为1.0m,电阻约5Ω~6Ω)
b.直流电源(4.5V,内阻不计)
c.电流表(200mA,内阻约1.0Ω)
d.电压表(3V,内阻约3kΩ)
e.滑动变阻器(50Ω,1.5A)
f.定值电阻R1(5.0Ω,1.5A)
g.定值电阻R2(10.0Ω,1.0A)
h.定值电阻R3(100.0Ω,1.0A)
i.开关,导线若干
该同学实验时的电路图如图4所示,且在实验中两块电表的读数都能接近满偏值,定值电阻应该选
R2
R2
(选填“R1”、“R2”或“R3”);③设法保持金属丝的温度不变,而逐渐减小上述金属丝(长度为x0)接入电路的长度x,当电压表的示数保持不变时,下列图象中正确反映了金属丝电阻消耗的功率P随x变化规律的是
B
B
.(1)有下面三个力学实验:A.验证牛顿第二定律;B.研究碰撞中的动量守恒;C.验证机械能守恒定律.在这三个实验中:
①需要平衡摩擦力的是 .
②需要使用天平测量物体质量的是 .
③需要使用刻度尺测量长度的是 .
④需要使用打点计时器的是 .
⑤需要求物体通过某点瞬时速度的是 .
(2)实验表明:密度大于液体的固体球,在液体中开始是竖直加速下沉,但随着下沉速度变大,其所受的阻力也变大,到一定深度后开始匀速下沉.
下表示是某兴趣小组在探究“固体球在水中竖直匀速下沉时的速度与哪些量有关”的实验中得到的数据记录
①分析第1、2、3三组数据可知:固体球在水中匀速下沉的速度与 成正比.
②若要研究固体球在水中匀速下沉的速度与固体球密度的关系可以选用上表中第 组数据进行分析,根据该组数据所反映的规律可推断,若一个半径为1.00×10-3m、密度为3.5×103kg?m-3的固体球在水中匀速下沉的速度应为 m/s.
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①需要平衡摩擦力的是
②需要使用天平测量物体质量的是
③需要使用刻度尺测量长度的是
④需要使用打点计时器的是
⑤需要求物体通过某点瞬时速度的是
(2)实验表明:密度大于液体的固体球,在液体中开始是竖直加速下沉,但随着下沉速度变大,其所受的阻力也变大,到一定深度后开始匀速下沉.
下表示是某兴趣小组在探究“固体球在水中竖直匀速下沉时的速度与哪些量有关”的实验中得到的数据记录
| 次序 | 固体球的半径 r/10-3m |
固体球的密度 ρ/103kg?m-3 |
固体球匀速下沉 的速度v/m?s-1 |
| 1 | 0.5 | 2.0 | 0.55 |
| 2 | 1.0 | 2.0 | 2.20 |
| 3 | 1.5 | 2.0 | 4.95 |
| 4 | 0.5 | 3.0 | 1.10 |
| 5 | 1.0 | 3.0 | 4.40 |
| 6 | 0.5 | 4.0 | 1.65 |
| 7 | 1.0 | 4.0 | 6.60 |
②若要研究固体球在水中匀速下沉的速度与固体球密度的关系可以选用上表中第
如图1所示,质量为M的滑块A放在气垫导轨B上,C为速度传感器,它能将滑块A滑到导轨最低点时的速度实时传送到计算机上,整个装置置于高度可调节的斜面上,设斜面高度为h.启动气源,滑块A自导轨顶端由静止释放,将斜面的高度、滑块通过传感器C时的对应速度记入表中. (g取9.8m/s2)
(1)选择适当的物理量在图2中所示的坐标纸上作出能直观反映滑块经传感器时的速度与斜面高度的关系图象;
(2)要由此装置验证机械能守恒定律,所需的器材有速度传感器(带电源、计算机、导
线),滑块,气垫导轨(带气源),高度可以调节的斜面,此外还需的器材有
A.毫米刻度尺 B.天平 C.秒表 D.打点计时器 E.弹簧测力计
(3)由图象分析滑块沿气垫导轨下滑时机械能是否守恒.若守恒,说明判断机械能守恒的依据,若不守恒,分析机械能不守恒的原因

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| 实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 斜面高度h(cm) | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
| 传感器示数v(m/s) | 1.40 | 1.98 | 2.42 | 2.80 | 2.90 | 3.47 | 3.70 |
| v2(m2/s2) | 1.96 | 3.92 | 5.86 | 7.84 | 8.41 | 12.04 | 13.69 |
(2)要由此装置验证机械能守恒定律,所需的器材有速度传感器(带电源、计算机、导
线),滑块,气垫导轨(带气源),高度可以调节的斜面,此外还需的器材有
A
A
A.毫米刻度尺 B.天平 C.秒表 D.打点计时器 E.弹簧测力计
(3)由图象分析滑块沿气垫导轨下滑时机械能是否守恒.若守恒,说明判断机械能守恒的依据,若不守恒,分析机械能不守恒的原因
图线过原点且斜率k=2g,表明机械能守恒
图线过原点且斜率k=2g,表明机械能守恒
(1)如图甲所示,在利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源频率为50Hz,实验要求打点计时器在打第一个点时释放纸带.甲、乙、丙三个学生分别用同一装置各打出一条纸带,量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.48cm,0.19cm和0.18cm,肯定其中一个学生在操作上有错误,该同学是
(2)一组同学在做探究加速度与质量的关系的实验时,不改变拉力,只改变物体的质量,得到如表甲所示的几组数据,其中第3组数据还未算出加速度,但对应组已打出了纸带,如图乙所示(长度单位:cm),图中各点为计数点(两计数点间还有4个打点未标出).
表甲:
①请由纸带上的数据,计算出缺少的加速度值并填入答题卷的空格(小数点后保留两位小数).
②为了直观反映加速度与质量的关系,请在图丙中建立合适的坐标,将表中各组数据用小黑点(或小叉)描述在坐标纸上,并作出平滑的图线.
③由图象得出的结论是:
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甲
甲
.其错误的操作是先释放纸带再接通电源
先释放纸带再接通电源
.(2)一组同学在做探究加速度与质量的关系的实验时,不改变拉力,只改变物体的质量,得到如表甲所示的几组数据,其中第3组数据还未算出加速度,但对应组已打出了纸带,如图乙所示(长度单位:cm),图中各点为计数点(两计数点间还有4个打点未标出).
表甲:
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 小车质量(g) | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 1000 |
| 小车加速度(m/s2) | 2.00 | 1.33 | 0.79 | 0.67 | 0.40 | |
| 小车质量倒数(kg-1) | 5.00 | 3.33 | 2.50 | 2.00 | 1.67 | 1.00 |
②为了直观反映加速度与质量的关系,请在图丙中建立合适的坐标,将表中各组数据用小黑点(或小叉)描述在坐标纸上,并作出平滑的图线.
③由图象得出的结论是:
在拉力一定的条件下,加速度与物体质量倒数成正比(或与质量成反比)
在拉力一定的条件下,加速度与物体质量倒数成正比(或与质量成反比)
.如图1所示,质量为M的滑块A放在气垫导轨B上,C为速度传感器,它能将滑块A滑到导轨最低点时的速度实时传送到计算机上,整个装置置于高度可调节的斜面上,设斜面高度为h.启动气源,滑块4自导轨顶端由静止释放,将斜面的高度、滑块通过传感器C时的对应速度记入表中.(g取9.8m/s2)

①要由此装置验证机械能守恒定律,所需的器材有速度传感器(带电源、计算机、导线),滑块,气垫导轨(带气源),髙度可以调节的斜面,此外还必需的器材有
A.毫米刻度尺 B.天平 C.秒表 D.打点计时器 E.弹簧测力计
②选择适当的物理量在图2所示的坐标纸上作出能直观反映滑块经传感器时的速度与斜面髙度的关系图象;(需标出横纵坐标所代表的物理量)
③由图象分析滑块沿气垫导轨下滑时机械能是否守恒.若守恒,说明机械能守恒的依据,若不守恒,说明机械能不守恒的原因.你的结论是
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| 实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 斜面高度h(cm) | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| 传感器示数v(m/s) | 1.40 | 1.98 | 2.42 | 2.80 | 2.90 | 3.43 |
| v2(m2/s2) | 1.96 | 3.92 | 5.86 | 7.84 | 8.41 | 11.76 |
A
A
;A.毫米刻度尺 B.天平 C.秒表 D.打点计时器 E.弹簧测力计
②选择适当的物理量在图2所示的坐标纸上作出能直观反映滑块经传感器时的速度与斜面髙度的关系图象;(需标出横纵坐标所代表的物理量)
③由图象分析滑块沿气垫导轨下滑时机械能是否守恒.若守恒,说明机械能守恒的依据,若不守恒,说明机械能不守恒的原因.你的结论是
图线过原点的直线,斜率K=2g,所以机械能守恒
图线过原点的直线,斜率K=2g,所以机械能守恒
.