【新教材精创】8.5 实验：验证机械能守恒定律 练习（1）-人教版高中物理必修第二册

第八章 机械能守恒定律 8.5 实验：验证机械能守恒定律 1．某同学做验证机械能守恒定律实验时，不慎将一条挑选出的纸带的一部分损坏，损坏的是前端部分．剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出标在图中，单位是cm.打点计时器工作频率为50 Hz，重力加速度g取9.8 m/s2，(重物质量为mkg)． (1)重物在2点时的速度v2＝________，在5点时的速度v5＝________，此过程中动能增加量ΔEk＝________，重力势能减少量ΔEp＝________.由以上可得出实验结论： ________________________________________________________________________. (2)根据实验判断下列图象正确的是(其中ΔEk表示重物动能的变化量，Δh表示重物下落的高度)（____） A． B． C． D． 2．某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律，频闪仪每隔0.05 s闪光一次，如图所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表．(当地重力加速度取9.8 m/s2，小球质量m＝0.4 kg，结果保留3位有效数字) 时刻 t2 t3 t4 t5 速度(m/s) 4.99 4.48 3.98 (1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5＝________ m/s. (2)从t2到t5时间内，重力势能增量ΔEp＝______ J，动能减少量ΔEk＝________ J. (3)在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，即可验证了机械能守恒定律．由上述计算得ΔEp________ΔEk(选填“>”“<”或“＝”)，造成这种结果的主要原因是_____． 3．利用自由落体运动可测量重力加速度．有两组同学分别利用下面甲，乙两种实验装置进行了实验，其中乙图中的M为可恢复簧片，M与触头接触，开始实验时需要手动敲击M断开电路，使电磁铁失去磁性释放第一个小球，当前一个小球撞击M时后一个小球被释放． ①下列说法正确的有__________ A．两种实验都必须使用交流电源 B．甲实验利用的是公式△x=gT2；乙实验利用的是公式h= gt2，所以都需要用秒表测量时间，用直尺测量距离 C．甲实验要先接通电源，后释放纸带；乙实验应在手动敲击M的同时按下秒表开始计时 D．这两个实验装置均可以用来验证机械能守恒定律 ②图是用甲实验装置进行实验后选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A，B，C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)．已知打点计时器每隔0.02 s打一次点，可以计算出重力加速度g=__________m/s2（结果保留两位有效数字）． ③用乙实验装置做实验，测得小球下落的高度H=1.200m，10个小球下落的总时间t=5.0s． 可求出重力加速度g=_______m/s2（结果保留两位有效数字）． 4．用如图实验装置验证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，即可验证系统机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：两物体从静止释放，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m1= 50g、m2=150g ，交流电的频率为50Hz，g取9.8m/s2则：（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=_________m/s； （2）在计数点0到计数点5过程中系统动能的增量△EK=_________J，系统势能的减少量△EP=_________J； （3）实验结论：______________。 5．某同学用如图甲所示的装置通过研究重锤的落体运动来验证机械能守恒定律，已知重力加速度为g。 (1)在该实验中所需要的物理量是________（填写代号） A．重锤的质量 B．重锤底部距水平地面的高度 C．重锤下落的高度 D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度 (2)在实验得到的纸带中，我们选用如图乙所示的起点0（与相邻点之间距离约为2mm）的纸带来验证机械能守恒定律。图中A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的原始点，F点是第n个点。设相邻点间的时闻间隔为T，下列表达式可以用在本实验中计算F点速度vF的是_____ A． B． C． D． (3)实验中在操作、测量及计算无误的前提下所求总要略小于gh，产生这一结果的系统误差的原因有________________（写出一个）。 6．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示． (1)实验步骤： ①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，将导轨调至