8.5 实验：验证机械能守恒定律（练习）-2022-2023学年高一物理同步精品课堂（人教版2019必修第二册）

实验：验证机械能守恒定律 一、实验题 1. 验证机械能守恒定律的实验装置如图所示，现有的器材：带铁夹的铁架台、纸带、打点计时器、交流电源、带夹子的重物。回答下列问题： 为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有______填入选项前的字母 A.秒表   天平   毫米刻度尺 部分实验步骤如下： A.接通电源，待打点计时器工作稳定后放开纸带 B.手提纸带的上端，让重物静止在打点计时器附近 C.关闭电源，取出纸带 D.把打点计时器固定在铁夹上，让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是；______填入选项前的字母 实验中，夹子与重物的质量，打点计时器在纸带上打出一系列点，如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，为第一个点，、、为三个连续点，已知打点计时器每隔打一个点，当地的重力加速度，选取图中点和点来验证机械能守恒定律，则重物重力势能减少量______，动能增量______；以上均要求保留位有效数字 本实验产生误差的原因__________________________________________ 。 2. 如图甲，“验证机械能守恒定律”的实验中： 以下操作不当的是______填选项前面的代号； A.打点计时器接在直流电源上 B.操作时先通电再放纸带 实验正确操作得到的一条纸带如图乙所示，已知两相邻计数点间的时间间隔为，重力加速度为。为了验证点到点间的机械能是否守恒，测得重锤的质量为，点到、、点间的距离分别为、、，则点到点间重力势能的减少量为______用题中给出物理量的符号表示，下列运算打计数点时重锤动能的表达式正确的是______填选项前面的代号。 A. B. 3. 某同学用实验装置来验证“机械能守恒定律”，如图甲，力传感器固定在天花板上，细线一端吊着小球。实验步骤如下： 将质量为的小球拉至与竖直方向夹角为处的点无初速释放； 通过软件描绘出细线拉力大小随时间变化如图乙； 改变无初速释放小球时细线与竖直方向夹角值，重复实验，得到多组数据。 小球由点无初速释放到第一次回到点的时间为______用含有的符号表示； 如图丙，以为横轴，以小球运动到最低点时细线拉力大小为纵轴，描点绘图，已知当地的重力加速度为，当图像斜率______；纵轴截距______时，即可验证小球机械能守恒。用题中所给物理量符号表示 4. 如图示装置可用来验证机械能守恒定律．摆锤拴在长的轻绳一端，另一端固定在点，在上放一个小铁片，现将摆锤拉起，使绳偏离竖直方向成角时由静止开始释放摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直挡板阻挡而停止运动，之后铁片将飞离摆锤而做平抛运动． 为了验证摆锤在运动中机械能守恒，必须求出摆锤在最低点的速度．若测得摆锤遇到挡板之后铁片的水平位移和竖直下落高度，则根据测得的物理量表示摆锤在最低点的速度______． 根据已知的和测得的物理量，写出摆锤在运动中机械能守恒的关系式为______． 改变绳偏离竖直方向的角的大小，测出对应摆锤遇到挡板之后铁片的水平位移，若以为纵轴，则应以______填“”“”或“”为横轴，通过描点作出的图线是一条直线，该直线的斜率______用已知的和测得的物理量表示． 5. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间，用表示点到光电门处的距离，表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过点时的瞬时速度，实验时滑块在处由静止开始运动． 某次实验测得倾角，重力加速度用表示，滑块从处到达处时和组成的系统动能增加量可表示为______，系统的重力势能减少量可表示为______，在误差允许的范围内，若则可认为系统的机械能守恒；用题中字母表示 在上次实验中，某同学改变、间的距离，作出的图象如图所示，并测得，则重力加速度______ ． 6. 某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，可以提供输出电压为的交流电和直流电，交流电的频率为。重锤从高处由静止开始下落，重锺拖着的纸带被打上一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。 他进行了下面几个操作步骤： A.按照图甲的装置安装器材： B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上： C.用天平测出重锤的质量： D.先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带： E.多做几次实验，挑选出合适的纸带并测量出纸带上某些点间的距离： F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。 上述操作步骤中，没有必要进行的步骤是___________，操作错误的步骤是___________。 这