2023年北京西城高三一模物理试题详细解析版（实验题第二题）

本题前三问主要考查打点计时器测量自由落地的加速度，以及匀加速直接运动等之后，最后一问，主要考查受力分析、能量守恒以及学习的迁移能力等。

第一问：

除了题目中给出的实验材料外，还需要低压交流电源以及刻度尺。

第二问：

如果要证明O点到B点机械能守恒，那么就是要使物体下落的重力势能的减少量等于物体在这个过程中动能的增加量。

所以，我们需要先算出B点的速度，之后B点的Ek=1/2*m*vb^2。由于O点的速度为零，所以在这个过程中，动能的增加量ΔEp=mghB。

而B点的速度等于AC段的平均速度，也就是vb=(hC-hA)/t=(hC-hA)/2T。

上述三式联立可以得到：ghB=(hC-hA)^2/8T^2。

第三问：

选项为D，重力势能的减少量大于动能的增加量是由于系统误差造成的。造成系统误差的原因是纸带下落过程中，由于受到了空气阻力以及摩擦阻力的作用，而它们做负功，使机械能减少，不再守恒。

备注：系统误差和偶然误差的区别：偶然误差可以通过多次测量来减少误差，而系统误差是不可以的。

第四问：

属于知识迁移应用的题目。

我们需要测量出释放前物体b距离地面的高度h1，和a球上升到最高点时距离地面的高度h2。

a、b两个物体的所受绳的拉力相同,设为T.

设a物体的质量为m，那么b物体的质量为3m。

设b物体落到地面上a、b两个物体具备的速度为v。

此时，b物体下降了h1，a物体也上升了h1，那么由机械能守恒定律得到：

3mgh1-mgh1=1/2*3m*v^2 1/2*m*v^2=2mv^2，得到速度v^2=gh1

对于a来说，b接触地面后，a继续以加速度为g做减速运动。上升的高度为h2-h1，如果机械能能守恒，那么应该满足：

mg(h2-h1)=1/2*m*v^2

得出：h2=1.5h1。

最后补充一下机械能守恒的条件：

（2）含义：

其二：不发生机械能与其他形式能的相互转化，前提是其他力不做功．

①只受重力作用：例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动，自由落体，竖直上抛、平抛、斜抛等．

③除重力和弹力之外，还有其他力做功，但其他力做功总和为零，物体的机械能不变，但不守恒．

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