8.5 实验:验证机械能守恒定律 巩固练习题 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册(河北)
2026-08-17
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摘要:
**基本信息**
本练习通过“基础巩固+能力提升”分层设计,基础题聚焦实验操作与基础计算,提升题强化综合应用与科学探究,构建从单一实验技能到多情境能量分析的巩固路径,适配新授课分层教学需求。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础巩固题|实验器材选择、操作规范、数据处理、误差分析|以打点计时器纸带分析为主,通过填空、选择强化实验基本技能,体现能量观念与科学探究要素|
|能力提升题|光电门测速、图像法处理数据、多装置应用(斜面/弹簧/单摆)、误差计算|引入v²-h图像斜率分析、相对误差计算等,结合不同实验装置,培养科学思维中的模型建构与论证能力|
内容正文:
8.5实验:验证机械能守恒定律巩固练习题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
基础巩固题
1.某物理兴趣小组在做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)下列是实验时释放纸带前瞬间的状态图,重物和手的位置合理的是__________。
A. B. C.
(2)为减小实验误差,应选择__________(填“密度大、体积小”或“密度小、体积大”)的重物。
(3)实验中得到的一条纸带如图所示,在纸带上选取三个连续打出的计时点、、,测得它们到起始点的距离分别为、、。已知打点计时器打点的周期为,重物的质量为,则从打点计时器打点到打点计时器打点,重物动能的增加量__________。
(4)按照正确的操作多次完成实验后,发现根据实验数据计算出来的重物重力势能的减少量总是略大于重物动能的增加量。这种误差属于__________(填“系统”或“偶然”)误差,引起该误差的原因是__________(写出一条即可)。
2.某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)安装打点计时器的过程中,应保持打点计时器限位孔在________(填“竖直”或“水平”)方向,减小纸带与限位孔摩擦。
(2)先接通电源,再释放重物,打出一条清晰的纸带,其中的一部分如图乙所示。在纸带上选取三个连续打出的点、、,测得它们到起始点的距离分别为、、。已知当地重力加速度为,打点计时器打点的周期为,重物的质量为。从打点到打点的过程中,重物的重力势能减少量________,动能增加量________。(用题中给定的物理量符号表示)
(3)若某次实验得到与,出现这一结果的原因可能是________。
A.工作电压偏高
B.存在空气阻力和摩擦力
C.接通电源前释放了纸带
3.利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)除电火花计时器(含纸带、复写纸)、交流电源、铁架台、导线及开关外,在下列器材中,必须使用的还有____________;(选填器材前面的字母)
A.大小合适的铁质重锤 B.体积较大的木质重锤
C.刻度尺 D.秒表
(2)下列实验操作或数据处理,正确的是____________;
A.释放重锤前,纸带要保持竖直
B.实验时先松开纸带再通电
C.电火花计时器应接在电压为8 V的交流电源上
D.可选用点迹清晰,第一、二两点间的距离接近2 mm的纸带来处理数据
(3)某同学在纸带上选取计数点后,测量它们到起始点O的距离h,并计算出打相应计数点时重锤的速度v,通过描绘v2-h图像去研究机械能是否守恒,不考虑实验中阻力,他得到的图像是____________。
A. B.
C. D.
4.在“验证机械能守恒定律”的实验中,重物自由下落,在纸带上打出一系列的点,其中为第一个点,、、为从合适位置开始选取的连续三个点,如图所示。相邻计数点间隔的时间为,测量点间距所用单位为,取重力加速度。(计算结果均保留3位有效数字)
(1)对于该实验,下列操作必要且正确的有__________。
A.重物应选用质量大和体积小的金属锤
B.精确测量出重物的质量
C.两限位孔在同一竖直面内上下对正
D.应先接通直流电源,然后松开纸带让重物下落
(2)打点计时器打下计数点时,重物的速度是__________。
(3)若重物质量为,从起点到打下计数点的过程中,重物重力势能的减少量__________,动能的增加量__________。
(4)通过计算可知,在数值上__________(选填“>”“<”或“=”)。这是因为____________________。
5.某同学用重锤做“验证机械能守恒定律”的实验。让重锤从高处由静止开始下落,打点计时器就在重锤拖着的纸带上打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,即可验证机械能守恒定律。
(1)下面是本实验的几个操作步骤,请在横线上填写合适的文字。
A.按示意图__________(选填“甲”或“乙”)所示组装实验器材;
B.将打点计时器接到交流电源上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.接通电源开关,然后释放纸带,打出一条纸带;
E.重复步骤D多次,得到多条纸带;
其中没有必要进行的步骤是__________。(填选项字母)
(2)一位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量,如图丙所示,其中点为起始点,、、、为连续打出的四个点。根据纸带上的测量数据,可得出打点时重锤的速度为__________;(保留3位有效数字)
(3)该小组测出多组重物下落的高度和对应的速度,并作出图像,若图像满足__________,就能证明重物下落过程机械能守恒。
6.某实验小组利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知滑块(含遮光片)的质量为m,当地的重力加速度大小为g。主要实验步骤如下:
A.在气垫导轨上的M、N两点分别安装光电门1、光电门2,并把导轨调成倾斜状态。
B.用游标卡尺测得滑块上遮光片的宽度为d。
C.将滑块从导轨上M点上方的某位置处由静止释放,依次穿过光电门1、2。
D.记录遮光片经过光电门1、2的时间分别为t1、t2。
E.测量M、N两点间的高度差h。
F.……
(1)滑块经过光电门1时的速度大小为_________;(选用以上测量量表示)
(2)滑块从M到N的过程中,其重力势能的减少量为_________,动能的增加量为_________。(选用以上测量量及已知量表示)若在实验误差允许的范围内,滑块的重力势能减少量等于其动能的增加量,则滑块在运动过程中机械能守恒。
7.学校物理兴趣小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律。图中是固定的光滑斜面,斜面的倾角为,1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门,与它们连接的光电计时器都没有画出,滑块上沿斜面方向的固定挡光板也未画出。
(1)若挡光板的宽度为,挡光板通过光电门所用的时间为,则滑块通过光电门时的速度大小为___________(用、表示)。
(2)让滑块从斜面顶端由静止滑下,光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为和。已知滑块的质量为,滑块上的挡光板宽度为,光电门1和2之间的距离为,当地的重力加速度大小为。(结果均保留三位有效数字)
①滑块通过光电门1时的速度大小___________;
②滑块在光电门1、2之间运动的过程中动能的增加量为_________,重力势能的减少量为_______。
(3)通过以上数据可知,在误差允许的范围内,该过程滑块的机械能___________(填“守恒”或“不守恒”)。
8.某同学用如图所示的装置做“利用自由落体运动验证机械能守恒定律”的实验中:
(1)为减小空气阻力对实验的影响,应选用密度较___________(选填“大”或“小”)的重锤。
(2)实验时,应先___________(选填“接通电源”或“释放纸带”),待打点稳定后再进行另一操作。
(3)实验中不需要测量的物理量是___________(选填“重锤质量”或“下落高度”或“瞬时速度”)。
(4)若以v2为纵轴、下落高度h为横轴作出图像,图线的斜率近似等于___________。(选填“”或“g”或“2g”)
(5)实验测得的重力势能减少量通常___________(选填“大于”“等于”或“小于”)动能增加量,原因是存在阻力做功。
9.某同学用图1所示的实验装置完成“验证机械能守恒定律”。
(1)实验常选用电火花打点计时器,符合电火花打点计时器工作要求的电源电压是( )
A.直流 B.直流
C.交流 D.交流
(2)实验中所用交流电源的周期为T,在纸带上确定计数点时,选取起始点为第1个计数点O,各计数点到O点的距离分别为h1、h2、h3、h4,纸带如图3所示。重物质量为m,当地重力加速度为g,重物在C点时的动能为________,重物由O点运动到C点时重力势能的减小量为________;(均用题中所给物理量符号表示)
(3)记录各计数点到O点的距离h,各计数点的速度为v,以v2为纵坐标,h为横坐标,以所测数据描绘v2-h图像,求得图线斜率为k,若k近似等于________,则可认为验证了机械能守恒定律。
10.在“验证机械能守恒定律”的实验中
(1)下列操作正确的是________
A. B. C.
(2)实验常选用电磁打点计时器,最符合电磁打点计时器工作要求的电源电压是( )
A.直流 B.直流
C.交流 D.交流
(3)实验中,用打点计时器打出一条纸带,如图所示,点为打点计时器打出的第一个点。选取连续打出的点、、为计数点,各计数点间距离已在图上标出。已知打点计时器所用交流电源的频率为,重物质量,从释放到打下点,重物减少的重力势能为__________;打下点时,重物的动能为__________(重力加速度为)。若与近似相等,则机械能守恒。
(4)该小组测量从第一点O到其余各点间的距离为重物下落的高度h,并计算出各点对应的速度v,然后以v²为纵轴,以h为横轴,作出v2-h图像。若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率约为______(填选项字母)的直线,则验证了机械能守恒定律。(重力加速度大小取9.8m/s2)
A.4.9 B.9.8 C.19.6
能力提升题
11.实验小组利用图1所示装置验证机械能守恒定律。可选用的器材有:交流电源(频率)、铁架台、电子天平、重锤、打点计时器、纸带、刻度尺等。
(1)下列所给实验步骤中,有4个是完成实验必需且正确的,把它们选择出来并按实验顺序排列:________(填步骤前面的序号)
①先接通电源,打点计时器开始打点,然后再释放纸带
②先释放纸带,然后再接通电源,打点计时器开始打点
③用电子天平称量重锤的质量
④将纸带下端固定在重锤上,穿过打点计时器的限位孔,用手捏住纸带上端
⑤在纸带上选取一段,用刻度尺测量该段内各点到起点的距离,记录分析数据
⑥关闭电源,取下纸带
(2)图2所示是纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E到起点的距离。则打出B点时重锤下落的速度大小为________ (保留3位有效数字)。
(3)纸带上各点与起点间的距离即为重锤下落高度h,计算相应的重锤下落速度v,并绘制图3所示的关系图像。理论上,若机械能守恒,图中直线应________(填“通过”或“不通过”)原点且斜率为________(用重力加速度大小g表示)。由图3得直线的斜率________(保留3位有效数字)。
(4)定义单次测量的相对误差,其中是重锤重力势能的减小量,是其动能增加量,则实验相对误差为________(用字母k和g表示);当地重力加速度大小取,则________(保留2位有效数字),若,可认为在实验误差允许的范围内机械能守恒。
12.某实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律,轻弹簧左端固定,右端与滑块不拴接,滑块被弹簧弹离后通过光电门,最后与气垫导轨上缓冲器碰撞后静止。已知滑块(含遮光条)的质量为,遮光条的宽度为,弹簧的劲度系数为,弹簧的弹性势能 为弹簧的形变量)。
实验步骤如下:
(1)调节气垫导轨底部的调节旋钮,接通气泵,将滑块轻放在气垫导轨上任何位置都能______ ,则气垫导轨已调至水平。
(2)记录弹簧原长状态下,滑块左端对应标尺上的刻度。
(3)向左推动滑块压缩弹簧到某一位置,记录滑块左端对应标尺上的刻度。然后释放滑块,记下遮光条经过光电门的时间,则滑块通过光电门时的动能______ (用,,表示)。
(4)重复步骤()测出多组及对应的时间,并记录数据。
(5)小组同学用图像处理数据,则下列图像可能正确的是______ 。
A. B.
C. D.
13.某实验小组利用如图所示的装置验证机械能守恒定律。长为的轻质细绳一端固定在点,另一端拴一质量为的小球(尺寸相对足够小),测得小球的直径为,在悬点点正下方处的点放有一光电门。已知当地重力加速度为。
(1)将小球拉至偏离竖直方向的某位置,用工具测出该位置处的细绳与竖直方向的夹角为,静止释放小球,测出小球经过光电门的时间为,则小球经过光电门的速度大小为_________;下摆过程中,小球的重力势能减少量可表示为_________,动能的增加量可表示为_________,如果二者在误差范围内相等,说明该系统机械能守恒。
(2)若多次从不同夹角处释放,将测量数据代入表达式中发现总有小球重力势能的减少量略大于小球动能的增加量,请简要说明理由_________。
14.某同学利用重物自由下落来做“验证机械能守恒定律”的实验,装置如图所示。
(1)请指出图甲实验装置中存在的一处明显错误:__________
(2)进行实验时,为保证测量的重物下落时初速度为零,应__________(选填字母)。
A.先接通电源,再释放纸带 B.先释放纸带,再接通电源
(3)根据打出的纸带,选取纸带上连续打出的1、2、3、4四个点,如图乙所示。已测出点1、2、3、4到打出的第一个点的距离分别为、、、,打点计时器的打点周期为。理论上,若代入所测数据能满足表达式__________(用题目中已测出的物理量表示),则可验证重物下落过程机械能守恒。
(4)实际数据分析,重物动能的增加量稍小于重力势能的减少量,原因是_____________。
(5)某同学作出了图像(图丙),则由图线得到的重力加速度__________(结果保留三位有效数字)。
15.实验小组设计了如图甲所示的装置验证机械能守恒定律:将量角器竖直固定在铁架台上,使直径边水平;量角器放大图如图乙所示,质量为m的小球通过长为L且不可伸长的轻细线悬挂于量角器的圆心O处;O点正下方安装光电门。实验时,利用电磁铁吸住小球,断开电源,小球在紧贴量角器的竖直平面内运动,运动到最低点时刚好挡住光电门的平行细光束。挡光距离视为小球直径,当地重力加速度为g。
(1)若实验室中没有光电门,可选用________(填“拉力传感器”或“秒表”)替代光电门完成实验。
(2)通过实验测得小球释放前细线与竖直方向的夹角为,小球通过光电门所用的时间为,由于,小球做圆周运动的半径视为L,则小球从释放到通过光电门的过程中,重力势能的减小量________,动能的增加量________。(用题中给出的物理量表示)
(3)根据实验数据绘制图像,若小球在运动过程中机械能守恒,则下列图像中可能正确的是( )(填字母)。
A. B. C.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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《8.5实验:验证机械能守恒定律巩固练习题》参考答案
1.(1)B
(2)密度大、体积小
(3)
(4) 系统 重物下落时受阻力作用
【详解】(1)实验时释放纸带前瞬间,要用手捏住纸带的上端,使纸带保持竖直,重物靠近打点计时器,以充分利用纸带,故选B。
(2)为减小实验误差,应选择密度大、体积小的重物。
(3)打点计时器打点时的速度
从打点计时器打点到打点计时器打点,重物动能的增加量
(4)[1][2]按照正确的操作多次完成实验后,发现根据实验数据计算出来的重物重力势能的减少量总是略大于重物动能的增加量。这种误差属于系统误差,引起该误差的原因是重物下落时受阻力作用。
2.(1)竖直
(2)
(3)C
【详解】(1)安装打点计时器的过程中,应保持打点计时器限位孔在竖直方向,减小纸带与限位孔摩擦。
(2)[1]从打点到打点的过程中,重物的重力势能减少量
[2]打点时重物的速度
则动能增加量
(3)若某次实验得到与,即动能增加量大于重力势能减小量
A.工作电压偏高,只要频率不变,则对实验无影响,A错误;
B.若存在空气阻力和摩擦力,只能导致动能增加量小于重力势能减小量,B错误;
C.接通电源前释放了纸带,则速度的测量值偏大,则动能增加量的测量值偏大,C正确。
故选C。
3.(1)AC
(2)AD
(3)A
【详解】(1)AB.为了减小空气阻力的影响,应选用质量大、体积小的重锤,即铁质重锤,故A正确,B错误;
C.验证机械能守恒定律实验中,需要测量重锤下落的高度和瞬时速度,高度需要用刻度尺来测量,故C正确;
D.由于打点计时器本身就是计时仪器,因此不需要秒表,故D错误。
故选AC。
(2)A.释放重锤前,纸带应保持竖直,这样可以减小纸带与限位孔之间的摩擦,故A正确;
B.实验时应先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,故B错误;
C.电火花计时器应接在的交流电源上,故C错误;
D.若纸带第一、二两点间的距离接近(即),说明重锤在打第一个点的瞬间初速度为零,此纸带可用于验证,故D正确。
故选AD。
(3)若机械能守恒,根据物理规律有
整理可得:
可知与成正比,图像是一条过原点的倾斜直线。
故选A。
4.(1)AC
(2)1.91
(3) 0.376 0.365
(4) > 重物下落过程中要克服空气阻力和纸带与限位孔间的摩擦力做功
【详解】(1)[1] A.重物应选择质量大、体积小的金属锤,可以减小空气阻力相对于重力的影响,故A正确;
B.验证机械能守恒时等式两边均含重物质量,质量可以约去,无需精确测量,故B错误;
C.两限位孔应在同一竖直线上,使纸带保持竖直并减小纸带与限位孔间的摩擦,故C正确;
D.打点计时器应接交流电源,故D错误。
故选AC。
(2)[2] 设相邻计数点的时间间隔为,由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于相邻时间段内的平均速度,有
代入数据得=
(3)[3] 从点到点,重物下降高度为
代入数据得
[4] 重物从点由静止下落,点的初动能为零,动能增加量
代入数据得=
(4)[5][6] 由计算结果可知。重物下落过程中要克服空气阻力和纸带与限位孔间的摩擦力做功,一部分重力势能转化为内能。
5.(1) 乙 C
(2)2.25
(3)图像为一条过原点的直线,且斜率为
【详解】(1)[1] 打点计时器应固定在铁架台上,使纸带沿竖直方向穿过限位孔,重锤连接在纸带下端,故应按乙图组装实验器材。
[2] A.正确组装实验器材是后续实验的基础,该步骤有必要,故A错误;
B.打点计时器必须接交流电源才能正常工作,该步骤有必要,故B错误;
C.验证时比较重力势能减少量与动能增加量,等式两边的质量可约去,无需测量重锤质量,故C正确;
D.应先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,该步骤有必要,故D错误;
E.多次实验可获得多条纸带,便于选择点迹清晰的纸带并减小偶然误差,该步骤有必要,故E错误。
故选C。
(2)[3] 打点计时器接交流电源,相邻两点的时间间隔为
用、两点间的平均速度表示点的瞬时速度,有
代入数据得=
(3)[4] 重锤由静止开始下落,若机械能守恒,则重力势能减少量等于动能增加量,有
消去并整理得=
因此图像应为一条过原点的直线,且斜率为
6.(1)
(2)
【详解】(1)由于遮光片宽度很小,实验中用平均速度近似代替瞬时速度,遮光片宽度为,经过光电门1的时间为,因此滑块经过光电门1的速度为 。
(2)[1]滑块从M到N的过程中,下落高度为,重力势能的减少量等于重力做功,即;
[2]滑块经过光电门2的速度为,动能增加量等于末动能减去初动能,代入速度表达式整理得 。
7.(1)
(2) 1.00 3.94 3.97
(3)守恒
【详解】(1)滑块通过光电门时的速度大小为;
(2)①[1]滑块通过光电门1时的速度大小
②[2][3]滑块通过光电门2时的速度大小
滑块在光电门1、2之间运动的过程中动能的增加量为
重力势能的减少量为
(3)通过以上数据可知,在误差允许的范围内,则该过程滑块的机械能守恒。
8.(1)大
(2)接通电源
(3)重锤质量
(4)2g
(5)大于
【详解】(1)为减小空气阻力的影响,应选密度大的重锤:相同体积下,密度大的重锤重力远大于空气阻力,阻力对实验的影响更小。
(2)实验操作规范要求先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,这样才能保证纸带前端打出足够多的清晰点,保证实验数据准确。
(3)利用自由落体运动验证机械能守恒的核心关系式为
等式两边质量可以约去,因此不需要测量重锤质量。
(4)将关系式整理得
以为纵轴、为横轴作图,图线的斜率等于。
(5)实验中重锤下落时,需要克服空气阻力、纸带摩擦阻力做功,重力势能的一部分能量转化为内能,因此重力势能的减少量大于动能的增加量。
9.(1)C
(2)
(3)
【详解】(1)电火花打点计时器工作要求的电源是220V的交流电。
故选C。
(2)[1]重物在C点时的速度为
重物在C点的动能为
[2]重物由O点到C点的过程中,重力势能的减少量
(3)若机械能守恒,则有
整理可得
所以,图线的斜率为
10.(1)B
(2)D
(3)
(4)C
【详解】(1)在实验开始时,手提重物上方的纸带,使纸带保持竖直且重物靠近打点计时器,释放时能更稳定地让重物从静止开始自由下落,同时减小纸带与限位孔的摩擦。故选B。
(2)电磁打点计时器工作电压是交流8V。故选D。
(3)[1]从释放到打下点,重物减少的重力势能;
[2]根据匀变速直线运动的推论,可知打下点时重物的速度为重物从A点到C点的平均速度,则有
则打下点时,重物的动能
(4)根据机械能守恒有
解得
可知图像的斜率为
即在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率约为19.6的直线。
故选C。
11.(1)④①⑥⑤
(2)1.79
(3) 通过 18.6
(4) 5.1
【详解】(1)实验步骤为:将纸带下端固定在重锤上,穿过打点计时器的限位孔,用手捏住纸带上端,先接通电源,打点计时器开始打点,然后再释放纸带,关闭电源,取下纸带,在纸带上选取一段,用刻度尺测量该段内各点到起点的距离,记录分析数据,根据原理可知质量可以约掉,不需要用电子天平称量重锤的质量。
故选择正确且正确排序为④①⑥⑤。
(2)根据题意可知纸带上相邻计数点时间间隔
根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可得
代入数据可得
(3)[1][2]根据
整理可得
可知理论上,若机械能守恒,图中直线应通过原点,且斜率
[3]由图3得直线的斜率
(4)[1]根据题意有
可得
[2]当地重力加速度大小取,代入数据可得。
12. 保持静止 B
【详解】(1)[1]气垫导轨调至水平时,滑块在导轨任意位置均可保持静止,说明滑块沿导轨方向所受合力为零,因此可用“保持静止”作为调平判据。
[2]遮光条宽度为,通过光电门的时间为,由光电门测量速度得
因此滑块通过光电门时的动能为
动能表达式只含,和
[3]弹簧压缩量为,以弹簧和滑块为系统,滑块从弹簧释放到通过光电门的过程中,气垫导轨使摩擦力可忽略,重力和支持力不做功,由机械能守恒定律得
左侧为弹簧初始弹性势能,右侧为滑块动能。代入和
整理得
用于建立数据图像关系。整理得
因此,与横轴成正比,图像应为过原点的直线。
故选B。
13.(1)
(2)摆动过程中空气阻力对小球做负功
【详解】(1)[1]小球通过光电门的位移为其直径,通过时间为。由速度的定义得
故小球通过光电门的速度大小为
[2]以小球最低点所在水平面为重力势能的零势能面,释放位置相对最低点的高度为
由重力势能的定义得
[3]小球从静止释放,最低点的速度为
由动能的定义得
(2)小球摆动过程中受到空气阻力,空气阻力对小球做负功,使一部分机械能转化为内能,因此重力势能的减少量略大于动能的增加量。
14.(1)打点计时器接在了直流电源上
(2)A
(3)
(4)重物下落过程中受到空气阻力和纸带与打点计时器间的摩擦阻力作用
(5)9.67
【详解】(1)观察图甲可知,打点计时器接在了直流电源上,而打点计时器需要使用交流电源才能正常工作,因此明显的错误是打点计时器接在了直流电源上。
(2)A.先接通电源,待打点计时器工作稳定后再释放纸带,可以保证打出的第一个点速度为零,故A正确;
B.先释放纸带,再接通电源,会导致纸带上打出的第一个点速度不为零,且纸带前段可能没有打点,故B错误。
故选A。
(3)重物从点下落到点的过程中,重力势能的减少量为
点的瞬时速度等于点到点这段位移内的平均速度,即
动能的增加量为
若机械能守恒,则,即
化简得
(4)在实际实验中,重物下落过程中不可避免地会受到空气阻力以及纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦阻力作用,重物需要克服这些阻力做功,导致一部分重力势能转化为内能,因此重物动能的增加量稍小于重力势能的减少量。
(5)根据机械能守恒定律有
整理得
由此可知图像的斜率
由图丙可知,斜率
联立解得
15.(1)拉力传感器
(2)
(3)A
【详解】(1)如果实验室没有光电门,也可改用拉力传感器测得小球在最低点时细线的拉力,并通过合外力提供向心力推算出小球在最低点处的速度。
(2)[1]小球从释放到运动到最低点的过程中,重力势能减小量
[2]动能增加量
(3)若小球在运动过程中机械能守恒,可得
解得
故A正确。
答案第1页,共2页
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