機(jī)械能守恒定律基本知識(shí)點(diǎn)匯總【實(shí)驗(yàn)探究題】

真誠為您提供優(yōu)質(zhì)參考資料，若有不當(dāng)之處，請(qǐng)指正。1.汽車的質(zhì)量為2000kg，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為80kW，它在平直的公路上行駛時(shí)所受的阻力是4000N，試求:汽車保持額定功率從靜止啟動(dòng)后達(dá)到的最大速度是多少？若汽車以2m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可維持多長時(shí)間？若汽車達(dá)到最大速度后，突然阻力變?yōu)樵瓉淼膬杀叮瑢⒆鍪裁催\(yùn)動(dòng)？2.攝制組在某大樓邊拍攝武打片，要求特技演員從地面飛到屋頂為此導(dǎo)演在某房頂離地H=8m處架設(shè)了輪軸，如圖所示，輪和軸的直徑之比為，特技演員的質(zhì)量m=60kg，若軌道車從圖中A前進(jìn)s=6m到B處時(shí)速度為v=5m/s，則鋼絲在這一過程中對(duì)演員做的功為多少？（人和車可視為質(zhì)點(diǎn)，輪軸的質(zhì)量不計(jì)，輪軸的大小相對(duì)于H可忽略，g取10m/s2）解析：由圖可知，在這一過程中，連接軌道車的鋼絲上升的距離為m 演員上升的距離為h=32m=6m 設(shè)軌道車在B時(shí)細(xì)線與水平方向之間的夾角為，將此時(shí)軌道車的速度分解,此時(shí)鋼絲的速度m/s， 由于輪和軸的角速度相同，則其線速度之比等于半徑（直徑）之比，即 根據(jù)功能關(guān)系可知，鋼絲在一過程中對(duì)演員做的功等于演員機(jī)械能的增量，即 代入數(shù)據(jù)解得實(shí)驗(yàn)探究題知識(shí)：探究動(dòng)能定理圖12例1. （09年廣東物理）15.（10分）某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動(dòng)能定理”，如圖12，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器記錄小車通過A、B時(shí)的速度大小。小車中可以放置砝碼。（1）實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：測量_和拉力傳感器的總質(zhì)量M1;把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路；將小車停在C點(diǎn)，_，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線拉力及小車通過A、B時(shí)的速度。在小車中增加砝碼，或_，重復(fù)的操作。（2）表1是他們測得的一組數(shù)據(jù)，其中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量m之和，|v22v21| 是兩個(gè)速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量E，F(xiàn)是拉力傳感器受到的拉力，W是F在A、B間所作的功。表格中E3=_，W3=_.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)（3）根據(jù)表1，請(qǐng)?jiān)趫D13中的方格紙上作出E-W圖線。表1 數(shù)據(jù)記錄表次數(shù)M/kg|v22v21| /(m/s)2E/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40E31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43 （3）在方格紙上作出E-W圖線如圖所示W(wǎng)解析：（1）略；（2）由各組數(shù)據(jù)可見規(guī)律，可得E3=0.600；觀察F-W數(shù)據(jù)規(guī)律可得數(shù)值上W=F/2=0.610;答案：（1）小車、砝碼 然后釋放小車 減少砝碼 （2）0.600 0.610例2. (08年高考江蘇卷物理)11.(10分)某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.弧形軌道末端水平，離地面的高度為H,將鋼球從軌道的不同高度h處靜止釋放，鋼球的落點(diǎn)距軌道末端的水平距離為s.(1)若軌道完全光滑，s2與h的理論關(guān)系應(yīng)滿足s2= (用H、h表示).(2)該同學(xué)經(jīng)實(shí)驗(yàn)測量得到一組數(shù)據(jù)，如下表所示：H(101 m)2.003.004.005.006.00s2(101 m2)2.623.895.206.537.78請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)紙上作出s2h關(guān)系圖.(3)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算得到的s2h關(guān)系圖線(圖中已畫出)，自同一高度靜止釋放的鋼球，水平拋出的速率 (填“小于”或“大于”)(4)從s2h關(guān)系圖線中分析得出鋼球水平拋出的速率差十分顯著，你認(rèn)為造成上述偏差的可能原因是 。答案：(1) 4Hh (2) (見右圖)， 小于 (4) 摩擦，轉(zhuǎn)動(dòng)（回答任一即可）重難點(diǎn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律例3. 某同學(xué)在應(yīng)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)中，獲取一根紙帶如圖，但測量發(fā)現(xiàn)0、1兩點(diǎn)距離遠(yuǎn)大于2mm,且0、1和1、2間有點(diǎn)漏打或沒有顯示出來，而其他所有打點(diǎn)都是清晰完整的，現(xiàn)在該同學(xué)用刻度尺分別量出2、3、4、5、6、7六個(gè)點(diǎn)到0點(diǎn)的長度hi（i=2347），再分別計(jì)算得到3、4、5、6四個(gè)點(diǎn)的速度vi和vi2（i= 3456），已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T。該同學(xué)求6號(hào)點(diǎn)速度的計(jì)算式是：v6= .然后該同學(xué)將計(jì)算得到的四組（hi ，vi2 ）數(shù)據(jù)在v2- h坐標(biāo)系中找到對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，將四個(gè)點(diǎn)連接起來得到如圖所示的直線，請(qǐng)你回答：接下來他是如何判斷重錘下落過程機(jī)械能守恒的？（說明理由）解析：根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可以得到： 根據(jù)機(jī)械能守恒定律，從0點(diǎn)到任意i點(diǎn)有得到： 關(guān)系是一條直線 斜率為2g，所以只要在直線上取相對(duì)較遠(yuǎn)兩點(diǎn)，計(jì)算出斜率，與2g比較，在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)相等即可。例4(1)在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)小組A不慎將一條選擇好的紙帶的前面一部分損壞了,剩下的一部分紙帶上各點(diǎn)間的距離如圖所示的數(shù)值，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的周期為T =0.02s,重力加速度g =9.8 m/s2;重錘的質(zhì)量為m,已知S1=0.98cm, S2=1.42cm, S3=1.78cm,則記錄B點(diǎn)時(shí)重錘的動(dòng)能EKB= J(寫計(jì)算式字母表示),記錄C點(diǎn)時(shí)重錘的動(dòng)能EKC=0.32m J;重錘從B點(diǎn)到C點(diǎn)重力勢能變化量是 J,動(dòng)能變化量是 J.從而可以得出結(jié)論： .（2）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中自由落下的重錘質(zhì)量要大一些，這是為了減少_對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。實(shí)驗(yàn)中 測定重錘的質(zhì)量( 填“要”或“不要” ).實(shí)驗(yàn)小組C在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),重錘減小的重力勢能總是大于重錘動(dòng)能的增加,其原因主要是因?yàn)樵谥劐N下落的過程中存在阻力作用,因此想到可以通過該實(shí)驗(yàn)裝置測阻力的大小. 根據(jù)已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣裙J(rèn)的較準(zhǔn)確的值為g, 電源的頻率為f, 又測量出物理量 , 他（她）們用這些物理量求出了重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小F （用字母表示）.答案： 0.142m 0.14m 在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi),只有重力做功時(shí),物體的機(jī)械能守恒.空氣阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器器對(duì)紙帶的阻力不要相鄰的兩點(diǎn)間的位移S1 、S2 、S3、S4, 重錘的質(zhì)量m , 4 / 4