人教版高一 第八章 机械能守恒定律 5 实验：验证机械能守恒定律 提升练习

一、实验题

1. 难度：简单

在“验证机械能守恒定律”实验中，为测量速度及高度而选择纸带时，较为理想的纸带具备的特点是(  )

A.点迹小而清晰的

B.点迹粗的

C.第一、二点距离接近的

D.纸带长度较长的

2. 难度：中等

“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示。

(1)关于该实验，下列说法不正确的是（____）

A.重物应选用质量较大的物体    B.两个限位孔应在同一竖直线上

C.打点计时器应接低压交流电源  D.应先释放纸带，后接通电源

(2)下面列举了该实验的几个操作步骤：

A.按照如图所示的装置安装器件

B.将打点计时器接到电源的直流输出端上

C.用天平测量出重物的质量

D.释放纸带，同时接通电源开关打出一条纸带

E.测量打出的纸带上某些点之间的距离

F.根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能

指出其中没有必要进行或者操作不恰当的步骤，将其对应的字母填在横线上，并说明原因______。

3. 难度：简单

在“验证机械能守恒定律”实验中，

（1）下图是部分实验器材，需在图中选用的器材是_______

（2）实验中需要直接测量的物理量是____（填字母）．

A.重力加速度

B.重物下落的高度

C.重物下落的瞬时速度

（3）某同学的实验结果显示重物的动能变化量略大于重力势能变化量，出现这一问题的原因可能是____（填字母）

A.重物的质量测量错误           

B.纸带的数据测量错误

C.交流电源的频率小于

D.重物下落时受到的阻力过大

4. 难度：中等

用如图甲实验装置验证m₁、m₂组成的系统机械能守恒．m₂从高处由静止开始下落，m₁上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图甲中未标出），计数点间的距离如图乙所示．已知m₁=50g、m₂=150g则（g取9.8m/s²，结果保留两位有效数字）

（1）在纸带上打下记数点5时的速度v=_______；

（2）在打点0～5过程中系统动能的增量△E_K=________，系统势能的减少量△E_P=________，由此得出的结论是_____________________________

（3）若某同学作出-h图象如图丙，则当地的实际重力加速度g=___________．

5. 难度：简单

在“利用自由落体运动”来验证机械能守恒定律的实验中，

（1）从下列器材中选出实验所必需的，其编号为_________

A.打点计时器(包括纸带)  B.重物   C.天平  D.毫米刻度尺   E.秒表   F.运动小车

（2）实验中由于系统误差的原因,会使重物获得的动能往往______它所减少的重力势能。( 填“大于”、“等于”或“小于”)

（3）如果以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的图线是___,该线的斜率等于_____。

6. 难度：中等

“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行．

 

（1）比较这两种方案，___________（选填A. “甲”或B. “乙”）方案好些。

（2）如图是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图所示，已知每两个计数点之间的时间间隔T＝0.1 s，物体运动的加速度a＝ __________ m/s²；该纸带是_________（选填A.“甲”或B.“乙”）实验方案得到的。

（3）如图是采用甲方案得到的一条纸带，在计算图中N点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中正确的是_____

A．v_N＝gnT       B．v_N＝     C．v_N＝     D．v_N＝g(n－1)T

7. 难度：中等

利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。

(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的____________。

A.动能变化量与势能变化量     B.速度变化量与势能变化量     C.速度变化量与高度变化量

(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是___________。

A.交流电源      B.刻度尺       C.天平(含砝码)

(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到起始点的距离分别为、、。已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为。设重物的质量为。从打点到打点的过程中，重物的重力势能变化量_________，动能变化量_________。

(4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______。

A.利用公式计算重物速度                B.利用公式计算重物速度

C.空气阻力和摩擦力的影响                    D.没有采用多次实验取平均值的方法

(5)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点的距离，计算对应计数点的重物速度，描绘图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学的判断是否正确_____。

8. 难度：中等

利用如图所示的装置可验证机械能守恒定律：用轻质细绳的一端与一个质量为m（已知）的小球相连，另一端系在力传感器的挂钩上，整个装置位于竖直面内，将细绳拉离竖直方向一定角度，将小球由静止释放，与传感器相连的计算机记录的绳的拉力F随时间t变化的图线如图所示，读出图中A点的值为F₁，图中B点的值为F₂。

（1）要利用小球从A到B的运动过程验证机械能守恒定律只需要再测量一个量的数值，这个量是___________________ ；

（2）小球从A到B的过程中，重力势能改变量的大小为_______________；动能改变量的大小为_____________（请用“F₁”、“F₂”、重力加速度g及第（1）问中需要再测量的那个量的符号表示）。