2024届高考物理一轮复习重点突破训练 专题69实验：验证机械能守恒定律

专题69实验：验证机械能守恒定律 1．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．需要测量出重物的质量 C．两限位孔在同一竖直面内上下对正 D．用手托稳重物，接通电源后，撤手释放重物 （2）某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz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、CD和EG的长度  D．AC、BF和EG的长度 2．用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示。   （1）关于本实验，下列说法正确的是 。 a．打点计时器应接直流电源 b．应先接通电源，后释放重物 c．需使用秒表测出重物下落的时间 （2）图乙为实验时得到的一条纸带，O为打下的第1个点，A、B、C为连续打下的三个点，它们到O点的距离在图中已标出，每相邻两个点的时间间隔为0.02s。实验中所用重物的质量为1.00kg，当地重力加速度大小为。重物从开始运动到打下B点的过程中，重力势能的减少量 J，动能的增加量 J。（保留3位有效数字） （3）比较和的数值，可以得出的实验结论是 。 3．如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。 （1）某同学按照正确操作选的纸带如图2所示，其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点，打点频率为50Hz，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位：），重锤的质量为，重力加速度。根据以上数据当打点计时器打到B点时，重物重力势能的减少量为 J，动能的增加量为 J。要求计算结果均保留三位有效数字，重物重力势能的减少量大于动能的增加量的原因是 （2）通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度．从纸带上选取多个点，测量从起始点O到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方，然后以为纵轴，以下落高度h为横轴，根据实验数据作出图线．若在实验误差允许的范围内，图线是一条过原点的直线，验证了机械能守恒定律，则图线斜率表示的物理量是 。 （3）在实验过程中，以下说法正确的是 。 A．实验中摩擦不可避免，纸带越短克服摩擦做功越小，因此，实验选取纸带越短越好 B．实验中用天平称出重物的质量是必不可少的步骤 C．测出重物下落时间t，通过计算出瞬时速度 D．若纸带前面几点较为密集且不清楚，可以舍去前面比较密集的点，合理选取一段打点比较清晰的纸带，同样可以验证 4．某学习小组利用如图甲装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 已知打点计时器打点周期T=0.02s，当地重力加速度g取9.8m/s2。   （1）下列实验操作合理的是 。 A．用轻巧橡胶球做实验防止撞坏地面 B．精确测量出重物的质量 C．释放重物前，重物离打点计时器远些 D．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重物 （2）实验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。 某同学利用实验得到的纸带，设计了以下三种测量方案，正确的是 A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度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，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 （3）小张同学在实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，把第一个点记作O，另选连续的3个点A、B、 C作为测量点。 已知A、B、C各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm。 已知重物的质量为m=1.00kg，可知重物由O点运动到B点，重力势能的减少量等于 J（结果保留3位有效数字） （4）小李同学在实验中发现重物增加的动能略小于重物减少的重力势能，于是深入研究阻力f对本实验的影响。 他测出重物质量m，各计数点到起始点的距离h，并计算出各计数点的速度v，用实验测得的数据绘制出图线，如图丙所示。 由图线求得重物下落时受到阻力与重物所受重力的百分比为 %（保留两位有效数字）。     （5）小王同学在实验中发现重物增加的动能ΔEk略大于重物 减少的重力势能ΔEP，出现这一结果