10力学实验5 验证机械能守恒定律-近4年（1997-2020）高考及2021年8省联考物理实验题大全

力学实验5　验证机械能守恒定律（解析版） 1.2020上海等级考第18题(10分) 图(a)是用DIS研究机械能守恒的装置. (1)图(a)中定位档片的作用是( ) (2) (多选题)实验中测得C点的机械能偏大的原因是( ) (A)光电门在C的下方 (B)摆锤释放时绳子松弛 (C)摆锤在摆动的过程中有空气阻力 (D)摆锤释放时在A的上方 (3)为了验证单摆的机械能守恒。某同学测量了摆下摆时动能Ek与偏角的函数关系图，如图(b)所示。以D为零势能面，当偏角=32°时摆的重力势能为_______J，若摆的质量为0.0075kg.则摆长为_________m. 【答案】(1)定性研究在改变摆长时，机械能是否守恒 (2) AD (3) 0.060J， 0.439m 【解析】从图象知，当时，即最低点D处，动能为，即为其他位置动能与重力势能之和。从图象知。当时，动能为，所以当时，重力势能为。 根据，解得，求得摆长L。 [考察知识] DIS研究机械能守恒定律， [核心素养]科学探究(机械能守恒定律实验的基本原理十数据读取) 2.2017年天津9.（2）题 如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。 ①对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是______________。 A．重物选用质量和密度较大的金属锤 B．两限位孔在同一竖直面内上下对正 C．精确测量出重物的质量 D．用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物 ②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有____________。 A．OA、AD和EG的长度 B．OC、BC和CD的长度 C．BD、CF和EG的长度 C．AC、BD和EG的长度 【答案】9（2）①AB ②BC 3.8省联考广东卷11题. 为了验证小球在竖直平面内摆动过程的机械能是否守恒，利用如图（a）装置，不可伸长的轻绳一端系住一小球，另一端连接力传感器，小球质量为m，球心到悬挂点的距离为L，小球释放的位置到最低点的高度差为h，实验记录轻绳拉力大小随时间的变化如图（b），其中Fm是实验中测得的最大拉力值，重力加速度为g，请回答以下问题： (1)小球第一次运动至最低点的过程，重力势能的减少量△Ep=___________，动能的增加量△Ek=___________。（均用题中所给字母表示） (2)观察图（b）中拉力峰值随时间变化规律，试分析造成这一结果的主要原因：___________。 (3)为减小实验误差，实验时应选用密度___________（选填“较大”或“较小”）的小球。 【答案】 (1). mgh (2). (3). 空气阻力做负功，机械能有损失 (4). 较大 【解析】(1)[1]小球第一次摆动至最低点的过程，重心下降了h，则重力势能的减少量为 [2]小球第一次摆动至最低点，初速度为零，最低点速度为，由牛顿第二定律有 而动能的增加量为 联立解得 (2)[3]根据图像可知小球做周期性的摆动每次经过最低点时拉力最大，而最大拉力逐渐变小，说明经过最低点的最大速度逐渐变小，则主要原因空气阻力做负功，导致机械能有损失； (3)[4]为了减小因空气阻力带来的误差，应选择密度大体积小的球进行实验。 $力学实验5　验证机械能守恒定律（原卷版） 1.2020上海等级考第18题(10分) 图(a)是用DIS研究机械能守恒的装置. (1)图(a)中定位档片的作用是( ) (2) (多选题)实验中测得C点的机械能偏大的原因是( ) (A)光电门在C的下方 (B)摆锤释放时绳子松弛 (C)摆锤在摆动的过程中有空气阻力 (D)摆锤释放时在A的上方 (3)为了验证单摆的机械能守恒。某同学测量了摆下摆时动能Ek与偏角的函数关系图，如图(b)所示。以D为零势能面，当偏角=32°时摆的重力势能为_______J，若摆的质量为0.0075kg.则摆长为_________m. [考察知识] DIS研究机械能守恒定律， [核心素养]科学探究(机械能守恒定律实验的基本原理十数据读取) 2.2017年天津9.（2）题 如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。 ①对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是______________。 A．重物选用质量和密度较大的金属锤 B．两限位孔在同一竖直面内上下对正 C．精确测