2020-2021学年高一物理鲁科版（2019）必修 第二册配套练习1.5验证机械能守恒练习（含解析）

验证机械能守恒练习 一、实验题 1．某同学用图（a）所示的实验装置完成“验证机械能守恒定律”的实验，图（b）是用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，O点为重锤下落的起点，选取的计数A、B、C、D到O点的距离在图中已标出，重力加速度g取10m/s2，若重锤的质量为1kg（计算结果保留两位有效数字）。 (1)打点计时器打出B点时，重锤下落的速度=________m/s，重锤的动能EkB=_______J。 (2)从起点O到打下B点过程中，重锤的重力势能的减小量为_________J。 (3)根据(1)、(2)计算，在误差允许范围内，从起点O到打下B点过程中，你得到的结论是________。 (4)图（c）是根据某次实验数据绘出的图象，图线不过坐标原点的原因是____________。 2．如图所示，某同学用自由落体法“验证机械能守恒定律”，从图示位置静止释放纸带连接的重物。 ①图中操作不合理的地方是_____________ ②除了图中器材外，下列器材中还必须选取的实验器材有____________ A．秒表 B．刻度尺 C．干电池 ③本实验所取的重力加速度g的值，应该____________ A．取当地的实际g值 B．根据打出的纸带，用求出 C．近似取10m/s2 3．某同学用如图甲所示的实验装置做《验证机械能守恒定律》的实验。实验时让质量为m的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点。测出C点距起始点O的距离OC=50.00cm，点A、E间的距离为AE=24.00cm。已知打点计时器使用的交流电周期为0.02秒，重锤的质量m=0.20kg，当地的重力加速度g=9.80 m/s2。由这些数据可以计算出：重锤下落到C点时的动能为______J ，从开始下落到C点的过程中，重锤的重力势能减少了______J 。 4．如图所示，是利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。主要实验步骤如下： a．将气垫导轨放在水平桌面上，调节旋钮P和Q，将导轨调至水平； b．测出遮光条宽度d； c．将钩码用细线绕过定滑轮与滑块连接； d．测量滑块（包括遮光条）的质量M和钩码质量m； e．释放滑块，分别读出遮光条通过光电门1、2的遮光时间t1、t2； (1)为了验证机械能守恒，还需要测量的物理量是____________； A． 两光电门间距离x B． 滑块通过两光电门的时间间隔t (2)若要符合机械能守恒定律的结论，以上测得的物理量应满足的关系式为：______； (3)实验测得，系统重力势能的减小略大于动能的增加，原因可能是_______（说出一种情况即可）。 5．为了探究机械能守恒定律，某同学设计了如图甲所示的实验装置，并提供了如下的实验器材： A．小车 B．钩码 C．一端带滑轮的木板 D．细线 E．电火花计时器 F．纸带 G．毫米刻度尺 H．4~6V的交流电源 I．220V的交流电源 J．天平 K．停表 (1)根据实验装置，你认为实验中不需要的器材是__________、__________。（填写器材序号） (2)实验中得到了一条纸带如图乙所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点（标号0~6），测出1、2、3、4、5、6到0点的距离分别为、、、、、，打点周期为T。则打点2时小车的速度____________。 (3)若测得小车质量为M。钩码质量为m，打点1和点5时小车的速度分别用、表示，已知重力加速度为g，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为_____________。 (4)在处理实验数据时，如果以为纵轴，以d为横轴，根据实验数据绘出图象，其图线斜率的表达式为__________________。 6．某实验小组利用图所示装置验证机械能守恒定律. 实验中先接通电磁打点计时器的低压交流电源，然后释放纸带. 打出的纸带如图所示，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为x0，点A、C间的距离为x1，点C、E间的距离为x2. 已知重物的质量为m，交流电的频率为f，从释放纸带到打出点C： 重物减少的重力势能ΔEp＝________，增加的动能为ΔEk＝________. 若算得的ΔEp和ΔEk值很接近，则说明：________. 7．在用重物下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作选得纸带如图所示．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50 Hz.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中．(单位：cm) （1）这五个数据中不符合有效数字读数要求的是______(填A、B、C、D或E)点读数． （2）该同学用重物在OC段