专题04验证机械能守恒定律强化训练—2024高一物理必修二期中期末复习优等生满分计划（人教版2019）

专题04 验证机械能守恒定律 一、填空题 1．用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。实验中需测量重物下落的瞬时速度。在重物拖动的纸带上选择三个连续的点，它们之间的距离如图2所示，已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计时器在打下B点时重物的速度大小为 m/s（保留两位有效数字）。 多次实验后发现，重物减小的重力势能总是稍大于增加的动能，分析产生这种误差的原因： 。 2．在验证机械能守恒定律的实验中，若以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出—h图线是 ，才能验证机械能守恒定律；—h图线的斜率等于 的数值。 3．利用落体法验证机械能守恒定律实验，由于重物及纸带受空气及打点计时器阻力的作用，系统误差的情况总是：重物减少的重力势能比增加的动能 （填“大些”或“小些”）。 4．某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。 （1）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平。 （2）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d= cm，实验时将滑块从图示位置静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间，则滑块经过光电门时的瞬时速度为 m/s；在实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、 和 （文字说明并用相应的字母表示）。 （3）本实验通过比较 和 在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒。 5．如图所示是“用DIS实验系统研究机械能守恒定律”的实验装置，本实验中，采用的传感器是 （填写传感器名）。本实验中，先选取零势能面再进行实验，则零势能面位置的选取对验证摆锤动能与重力势能之和为常数 影响（选填“有”或“无”）。 6．DIS实验是利用现代信息技术进行的实验。老师上课时“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图（a）所示，为一单摆装置。在某次实验中，将摆球拉开一定角度后静止释放，选择DIS以图像方式显示实验的结果，所显示的图像如图（b）所示。图像的横轴表示摆球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E，那么，图（b）的图像中，表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是 （按顺序填写相应图线所对应的文字）。 7．在“验证机械能守恒定律”实验中，质量m=1kg的物体自由下落，得到如图示的纸带。相邻计数点时间间隔为0.04s，则打点计时器打B点时的速度是vB= m/s；从起点O到打下B点过程中，物体的重力势能减少Ep = J，此过程中物体动能的增加量Ek = J。（g取10m/s2） 8．某实验小组的学生们为探究“机械能守恒定律”设计了如图所示的实验装置：用一个电磁铁吸住一个质量为m，直径为d的小铁球；当将电磁铁断电后，小铁球由静止开始向下加速运动；小铁球经过光电门时，计时装置将记录其通过光电门的时间t。小铁球由静止开始下降至光电门时的高度h，当地的重力加速度为g，那么 (1)小铁球通过光电门的速度v= （用d、t表示）； (2)验证此过程小铁球机械能守恒定律的表达式 ；     (3)考虑小铁球在运动过程中受到阻力的因素，其重力势能减少量 动能的增加量（选填 “大于”，“等于”或“小于”） 9．下列有关实验的描述中，正确的是 A．在“验证力的平行四边形定则”实验中，用两弹簧秤同时拉细绳时，细绳之间的夹角应为90° B．在“探究弹簧弹力与其伸长量”关系的实验中，作出弹力和弹簧长度的图象也能求出弹簧的劲度系数 C．在“恒力做功与动能改变的关系”的实验中，放小车的长木板应该尽量使其水平 D．在“验证机械能守恒定律”的实验中，必须由求出打某点时纸带的速度 二、单选题 10．用自由落体运动验证机械能守恒定律就是看是否等于mghn（n为计时点的编号）。下列说法不正确的是（　　） A．打点计时器打第一个点0时，重物的速度为0 B．hn是计时点n到第一个点0的距离 C．m为重物的质量，需用天平称量 D．不可以用vn=gtn计算vn，其中（T为打点周期） 11．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 12．利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验，不需要使用的器材是（　　）    A．交流电源 B．刻度尺 C．天平（含砝码