8.5 实验 验证机械能守恒定律（练习）-【点石成金系列】2022-2023学年高中物理同步备课（人教版2019必修第二册）

8.5 实验 验证机械能守恒定律 一、实验题 1．（2023春·江苏苏州·高一南京航空航天大学苏州附属中学校考阶段练习）利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）实验中除带夹子的重物、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，还必须使用的器材是___________。 A．直流电源      B．刻度尺     C．天平（含砝码）     D．秒表 （2）实验中，需先接通电源，再由静止开始释放重物，得到如图乙所示的一条纸带。O为起点，在纸带上选取几个连续打出的点，其中三个连续点A、B、C，测得它们到起始点O的距离如图。已知重物质量，重力加速度，打点计时器打点的周期为，那么打点计时器打下计数点B时，重物的速度___________；O点到B点过程中重物的重力势能减少量为___________J。（结果均保留三位有效数字） （3）上述实验数据显示重力势能的减少量略大于动能的增加量，分析产生误差的原因 ___________________（写一条即可）。 （4）该同学根据纸带算出了其他各点对应的瞬时速度，测出与此相对应的重物下落高度，以为纵坐标，以为横坐标，建立坐标系，作出图像，从而验证机械能守恒定律。若所有操作均正确，得到的图像的斜率为，可求得当地的重力加速度___________。 2．（2023春·河南南阳·高一校联考阶段练习）某物理兴趣小组利用如图1所示装置验证机械能守恒定律，电源的频率为f，重锤的质量为m，重力加速度为g，该小组让重锤带动纸带从静止开始自由下落，按正确操作得到了一条完整的纸带如图2所示（在误差允许范围内，认为释放重锤的同时打出A点）。    （1）对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是______。 A．重锤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．精确测量出重锤的质量 D．用夹子夹稳重锤，接通电源后，再释放重锤 （2）该小组为了验证机械能是否守恒，采用了以下方法：计算出打点计时器打下计时点F时重锤的瞬时速度的大小______，在打点计时器打下计时点A和F的过程中，重锤重力势能的减少量______，重锤动能的增加量______，若它们近似相等，则可知重锤的机械能守恒。（用题中所测量和已知量表示） （3）利用实验时打出的纸带，测量出各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出各计数点对应的速度v，然后以h为横轴、以为纵轴作出如图3所示的图线，图线的斜率近似等于______。    3．（2023春·陕西西安·高一长安一中校考阶段练习）用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，物块2从高处由静止开始下落，物块1上拖着的纸带打出了一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙所示是实验时得到的一条纸带，O点是重物刚下落瞬间打点计时器打下的第一个点，C点是第n个点，相关距离在图中已注明。已知物块1、2的质量分别为、（），重力加速度为g，打点计时器的周期为T。请用题中所给的字母回答下列问题：    （1）下列做法正确的有_________。 A．必须要用天平称出两个物块的质量 B．图中两限位孔必须在同一竖直线上 C．实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源 D．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置 （2）图乙中，从O点到C点的过程，系统重力势能的减少量为________。 （3）图乙中，为了计算从O点到C点的过程，系统动能的增加量，需要先计算C点的速度，下列计算方法中计算正确的是__________。 A．　　B． C．　　D． （4）某同学根据计算出的速度v和相应的高度差h，描绘图像（如图丙所示）来研究系统的机械能是否守恒。若忽略阻力影响，则图线的斜率________。    4．（2023春·安徽马鞍山·高一马鞍山市红星中学校考阶段练习）如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律。 （1）实验中需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。这些方案中合理的是( ) A．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度v C．用刻度尺测出物体下落的高度h，由打点间隔算出下落时间t，通过计算出瞬时速度v D．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过计算得出高度h （2）安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图所示。图中O点为打点起始点，且速度为零。选