8.5 实验：验证机械能守恒定律（专题训练）【三大题型】-2023-2024学年高中物理同步知识点解读与专题训练（人教版2019必修第二册）

8.5 实验：验证机械能守恒定律（专题训练）【三大题型】 一．验证机械能守恒定律的实验目的、原理与器材（共11小题） 二．验证机械能守恒定律的实验步骤与数据处理（共9小题） 三．验证机械能守恒定律的注意事项和误差分析（共10小题） 一．验证机械能守恒定律的实验目的、原理与器材（共11小题） 1．如图所示是用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置．关于这一实验，下列说法中正确的是（    ） A．安装打点计时器时，应使限位孔处于竖直方向 B．重物应选用密度小的物体 C．应先释放纸带，后接通电源 D．重物减少的重力势能略小于增加的动能 2．在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是（　　） A．实验中不需要天平和刻度尺 B．实验时应先放开纸带，再接通电源 C．电火花打点计时器应接在电压为220 V的直流电源上 D．测量下落高度时，选取的各点应距起始点适当远一些 3．（多选）在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法或操作正确的是（　　） A．实验时应先松开纸带，再接通电源 B．实验时应先接通电源，再松开纸带 C．实验时需用秒表测量重锤下落的时间 D．选用密度大的重锤可减小实验误差 4．某同学用频闪摄影的方法验证机械能守恒定律，实验中将一钢球从与课桌表面等高处的位置O由静止释放，拍到整个下落过程的频闪照片如图所示，位置O到A、B、C各位置的距离分别为、、。已知频闪摄影的闪光频率为f，重力加速度为g。 (1)若在误差允许范围内，关系式 （用题中给出的字母表示）成立，则证明钢球从位置O运动到位置B的过程中机械能守恒。 (2)关于该实验，下列说法正确的是___________ A．实验开始时，先释放钢球再进行频闪摄影 B．用计算出位置B的速度，算出钢球在B位置的动能，并用来验证机械能守恒 C．多次实验测得小钢球的重力势能减少量总是略大于动能增加量，这是由于空气阻力造成的 (3)结合实际，可估算该频闪摄影的闪光频率f约为___________ A．50Hz B．20Hz C．10Hz D．2Hz 5．实验小组的同学做“验证机械能守恒定律”的实验。量角器中心O点和细线的一个端点重合，并且固定好，细线另一端系一个小球，当小球静止不动时，量角器的零刻度线与细线重合，在小球所在位置安装一个光电门。实验装置如图所示。本实验需要测量的物理量有：小球的直径d、细线长度L、小球通过光电门的时间，小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角为。 (1)除了光电门、量角器、细线外，还有如下器材可供选用： A．直径约为1cm的均匀铁球； B．秒表； C．天平； D．直径约为5cm的均匀木球； E．游标卡尺； F．最小刻度为毫米的米尺。 若实验小组的同学选用了最小刻度为毫米的米尺和游标卡尺（10分度），则还需要从上述器材中选择 （填写器材前的字母标号）。 (2)按正确实验方法操作，测得小球的直径为d，小球通过光电门的时间为，可知小球经过最低点的瞬时速度大小 。用精确度为0.1mm的游标卡尺测量小球直径，若测得一小球的直径为1.35cm，则此时游标尺上的第 （填1~10中的数字）条刻度线与主尺上的刻度线对齐。 (3)若在实验误差允许的范围内，满足 ，即可验证机械能守恒定律。（用题给字母L、d、以及当地重力加速度大小g表示） (4)影响本实验结果的误差原因有 。（只填一项即可） 6．用如图乙所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。 (1)下列是小勇同学在实验时的状态图，释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是______。 A．B．C．D． (2)小康同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A  、B、C为三个计数点，用刻度尺测得，，，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1kg，取，在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量 J，重物的动能增加量 J（结果均保留三位有效数字）。 7．下图为某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律的装置，实验的主要步骤有： A．将气垫导轨放在水平桌面上并调至水平； B．测出挡光条的宽度； C．分别测出滑块与挡光条的总质量及托盘与砝码的总质量； D．将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离； E.由静止释放滑块，读出挡光条通过光电门的时间； F.改变挡光条到光电门的距离，重复步骤D、E，测出多组和。已知重力加速度为，请回答下列问题： （1）本实验中 （填“需要”或“不需要”）满足远小于。 （2）若某次测得挡光条到光电门的距离为，挡光条通过光电门的时间为，滑块由静止释放至光电门的过程，系统的重力势能减少了 ；若