动能定理实验、机械能守恒定律实验、动量守恒实验(含答案)

1、实验部分基础部分1. 关于探究功与物体速度变化的关系实验中，下列叙述正确的是()A每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C放小车的长木板应该尽量使其水平D先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出2.（多选）在做“探究功与物体速度变化关系”的实验时，下列说法正确的是()A通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值B通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值C通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度D通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度3.在“探究力对物体做功与速度变化的关系”的实验中每次橡皮筋的拉伸长度都保持不

2、变，这样每次()A做的功一样 B每条橡皮筋产生的弹性势能相同C产生的动能相同 D产生的重力势能相同4.如图所示为与小车相连、穿过打点计时器的一条纸带，纸带上的点距并不都是均匀的，下列说法正确的是（ ）。 纸带的左端是与小车相连的 纸带的右端是与小车相连的 利用E、F、G、H、I、J这些点之间的距离来确定小车的速度 利用A、B、C、D、E这些点之间的距离来确定小车的速度A B C D 5. 用如图所示的装置，探究功与物体速度变化的关系。实验时，先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮筋弹力的作用下被弹出，沿木板滑行。小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带，记录其运动情况。观察发现纸带前面部

3、分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，回答下列问题：（1）适当垫高木板是为了_。（2）通过纸带求小车速度时，应使用纸带的_（填“全部”“前面部分”或“后面部分”）。（3）若实验做了n次，所用橡皮筋分别为1根、2根n根，通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2vn，用W表示橡皮筋对小车所做的功，作出的W-v2图线是一条过坐标原点的直线，这说明W与v的关系是_。6在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中需要用工具测量的有()A重锤的质量B重力加速度C重锤下落的高度D与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度7“验证机械能守恒定律”的实验中，使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50Hz)，得到如图所

4、示的纸带图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列说法正确的是()A实验时应先放开纸带再接通电源B(s6s1)等于(s2s1)的6倍C由纸带可求出计数点B对应的速率D相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s8进行验证机械能守恒定律的实验时，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.某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案：以下方案中只有一种正确，正确的是（ ）(填入相应的字母)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vgt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v计算出瞬时速度v.C根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时

5、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h计算出高度h.D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.9.在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50 Hz，当地重力加速度的值为9.80 m/s2，测得所用重物的质量为1.00 kg若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如上图所示（相邻计数点时间间隔为0.02 s）。按要求将下列问题补充完整。（1）纸带的_(左、右)端与重物相连；（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=_m/s；

6、 （3）从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是Ep =_J，此过程中物体动能的增加量Ek =_J；（计算结果保留两位有效数字）（4）实验的结论是_ 提高部分1.（15广东卷）某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度，请完成以下主要实验步骤：按图(a)安装实验器材并连接电源；竖直提起系起有重物的纸带,使重物 (填“靠近”或“远离”)计时器下端； ， ，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验。图(b)和(c)是实验获得的两条纸带，应选取 (填“b”或“c”)来计算重力加速度。在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和 。 2.（全

7、国新课标II卷，22）（6分）某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能 实验中涉及到下列操作步骤：把纸带向左拉直松手释放物块接通打点计时器电源向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是 （填入代表步骤的序号） 图（b）中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果打点计时器所用交流电的频率为50Hz由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的

8、速度为 比较两纸带可知， （填“M”或“L”）纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大图b3.（北京卷，21（2）利用图2装置做“验证机械能守恒定律”实验。为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的（ ）。A.动能变化量与势能变化量B.速度变化量和势能变化量C.速度变化量和高度变化量除带夹子的重物、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，还必须使用的两种器材是（ ）。A.交流电源 B.刻度尺 C.天平（含砝码）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图3所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。

9、已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打点到打点的过程中，重物的重力势能变化量，动能变化量。大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是（ ）。A利用公式计算重物速度B利用公式计算重物速度C存在空气阻力和摩擦力阻力的影响D没有采用多次试验去平均值的方法某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学的判断是否正确。4.（江苏卷，11）（10分）某同学用如题111图所示的装置验证

10、机械能守恒定律一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方在钢球底部竖直地粘住一片宽带为d的遮光条将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，取v=d/t作为钢球经过A点时的速度记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小Ep与动能变化大小Ek，就能验证机械能是否守恒（1）用Ep=mgh计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到 之间的竖直距离.A钢球在A点时的顶端B钢球在A点时的球心C钢球在A点时的底端（2）用Ek=计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示

11、数如图所示，其读数为 cm某次测量中，计时器的示数为0.0100 s，则钢球的速度为v = m/s(3)下表为该同学的实验结果：他发现表中的Ep与Ek之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的你是否同意他的观点？请说明理由（4）请你提出一条减小上述差异的改进建议5.（四川卷，8）I（6分）用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能。将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器（图中未画出）与两个光电门相连。先用米尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A、O之间的距离x

12、。（1）计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是_。（2）为求出弹簧的弹性势能，还需要测量_。A弹簧原长B当地重力加速度C滑块（含遮光片）的质量（3）增大A、O之间的距离x，计时器显示时间t将_。A增大B减小 C不变6.用如图甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，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给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示已知m1=50g、m2=150g，则（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）（1）下面列举了该实验的几个操

13、作步骤A按照图所示的装置安装器件；B将打点计时器接到直流电源上；C先释放m2，再接通电源打出一条纸带；D测量纸带上某些点间的距离；E根据测量的结果，分别计算系统减少的重力势能和增加的动能其中操作不当的步骤是_（填选项对应的字母）（2）在打点05过程中系统动能的增量Ek=_J，系统势能的减少量Ep=0.60J，由此得出的结论是_；（3）若某同学作出v2 /2-h图象，可以计算当地重力加速度g，请写出计算g的表达式_（用字母表示）7.在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某实验小组采用如图甲所示的装置.实验步骤如下：把纸带的一端固定在小车的后面,另一端穿过打点计时器；改变木板的倾角,以重力的一

14、个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力；用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的砂桶相连；接通电源,放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,测出x、x1、x2(如图乙所示),查得打点周期为T.判断重力的一个分力是否已与小车及纸带受到的摩擦力平衡的直接证据是 ;本实验还需直接测量的物理量是: (用相应的符号表示) .探究结果的表达式是 (用相应的符号表示).图1-7-68.某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图1-7-6所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源一台，导线、复写纸、纸带、细沙若干当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小

15、沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：（1）还需要补充的实验器材是 （2）某同学的实验步骤如下：用天平称量滑块的质量M往沙桶中装入适量的细沙，让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L，算出这两点的速度v1与v2要完成本实验，还缺哪些实验步骤或应控制的实验条件？若用如上的字母代表实验中测量到的物理量，写出本实验最终要验证的数学表达式（3）若挑选的一条点迹清晰的纸带，如图1-7-7所示，且已知滑块的质量为，沙和沙桶的总质量为m，相邻两个点之间的时间间隔为T，从A点到

16、B、C、D、E、F点的距离依次为s1、s2、s3、s4、s5（图中未标出s3、s4、s5），则由此可求得纸带上由点到点所对应的过程中，沙和沙桶的重力所做的功W ；该滑块动能改变量的表达式为Ek （结果用题中已知物理量的字母表示）ABCDEFs1s2图1-7-79.某实验小组采用如图1所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为50Hz（1）实验的部分步骤如下：在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；将小车停在打点计时器附近，_，_，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，_，关闭电源；

17、改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复的操作（2）图2是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离s及对应时刻小车的瞬时速度v请将C点的测量结果填在表1中的相应位置（3）在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，_做正功，_做负功（4）实验小组根据实验数据绘出了图3中的图线（其中v2=v2-v02），根据图线可获得的结论是_要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和_实验三：探究碰撞中的不变量1.如图所示,球m1从斜槽某一高度由静止滚下,落到水平面上的P点。今在槽口末端放一与m

18、1半径相同的球m2,仍让球m1从斜槽滚下,并与球m2正碰后使两球落地,球m1和m2的落地点分别是M、N。已知槽口末端在白纸上的投影位置为O点。则实验必须满足的条件是()A.轨道末端的切线必须是水平的B.斜槽轨道必须光滑C.入射球m1每次必须从同一高度由静止滚下D.m1m22.在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量的实验中,哪些因素可导致实验误差偏大()A.导轨安放不水平B.小车上挡光板倾斜C.两小车质量不相等D.两小车碰后连在一起3.在用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”实验时,左侧滑块质量m1=170 g,右侧滑块质量m2=110 g,挡光片宽度为3.00 cm,两滑块之间有一压缩的弹簧片,并用细线

19、连在一起,如图所示。开始时两滑块静止,烧断细线后,两滑块分别向左、右方向运动。左、右挡光片通过光电门的时间分别为t1=0.32 s、t2=0.21 s。取向左为正方向,则两滑块的速度分别为v1=m/s,v2=m/s。烧断细线前m1v1+m2v2=kgm/s,烧断细线后m1v1+m2v2=kgm/s。可得到的结论是。4.在“探究碰撞中的不变量”的实验中,也可以探究mv2这个量(对应于动能)的变化情况。甲(用弓形弹片)乙(安装撞针和橡皮泥)(1)若采用弓形弹片弹开静止的两滑块的方案如图甲所示,弹开后的mv2的总量(选填“大于”“小于”或“等于”)弹开前mv2的总量,这是因为。(2)若采用乙图的方案

20、,碰撞前mv2的总量(选填“大于”“小于”或“等于”)碰后mv2的总量。说明该碰撞中,存在损失。5.某同学用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来探究碰撞过程中的不变量,图中PQ是斜槽,QR为水平槽,实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。(1)安装器材时要注意:固定在桌边上的斜槽末端的切线要沿方向。(2)某次

21、实验中,得出小球落点情况如图所示(单位是cm),P、M、N分别是入射小球在碰前、碰后和被碰小球在碰后落点的平均位置(把落点圈在内的最小圆的圆心)。则入射小球和被碰小球质量之比为m1m2=。6.某同学把两块质量不同的铁块用细线连接,中间夹一被压缩了的弹簧,如图所示。将这一系统置于光滑水平桌面上,烧断细线,观察物体的运动情况,进行必要的测量,来探究物体间相互作用时的不变量。(1)该同学还必须准备的器材是。(2)需要直接测量的数据是。(3)用所得数据验证物体间相互作用时的不变量的关系式是。实验答案基础部分1D 2AC 3B 4B5.（1）平衡摩擦力 （2）后面部分 （3）W与速度v的平方成正比6 C

22、 7C 8D9（1）左（1分） （2）098m/s （2分） （3）0.49J 0.48J （4）在实验误差允许范围内，机械能守恒（1分）提高部分1.（15广东卷）（1）靠近 打开电源 释放纸带 （2）b2.（全国新课标II卷） 1.29 M脱离弹簧后物体应该匀速直线运动，则由能量守恒可知，物体的末动能越大，则弹簧被压缩时的弹性势能越大，则3. 根据机械能守恒定律可得，故需要比較动能变化量，A正确；电磁打点计时器使用的是交流电源，故A正确；因为在计算重力势能变化量时，需要用到纸带上两点之间的距离，所以还需要刻度尺，故B正确；根据可得等式两边的质量抵消，故不需要天平，C错；重力势能改变量为,由于

23、下落过程中是匀变速直线运动，所以根据中间时刻规律可得B点的速度为,所以实验过程中存在空气阻力，纸带运动过程中存在摩擦力，C正确；该同学的判断依据不正确，在重物下落h的过程中，若阻力f恒定，根据可知，图像就是过原点的一条直线。要向通过图像的方法验证机械能是否守恒，还必须看图像的斜率是否接近2g4.（1）B （2）1.50（1.491.51都算对） 1.50（1.491.51都算对）（3）不同意，因为空气阻力会造成Ek小于Ep，但表中Ek大于Ep（4）分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l，计算Ek时，将v折算成钢球的速度【解析】(1)小球下落的高度为初末位置球心间的距离，所以选B；（2）由题图知

24、读数为1.50cm，小球的速度为，代入数据解得v=1.50m/s；（3）若是空气阻力造成的，则Ek小于Ep，根据表格数据知Ek大于Ep，故不是空气阻力造成的5.【答案】（1）v=x/t（2）C （3）B 6.（1）BC（2）0.58，0.60，因此在在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒（3）7.纸带上点迹间距相等 小车的质量M、砂及砂桶的总质量m 8.（1）天平、刻度尺 、小木块 （2）所缺的步骤：先将空的小沙桶从滑轮上取下，用天平测定小沙桶的质量，再将空的小沙桶挂回，用小木块将长木板的左端稍稍垫起，直至轻推滑块，滑块能在水平长木板上匀速滑行为止.实验中保持.本实验最终要验证的数学表达式.（3） 9.（1）接通电源、释放小车断开开关（2）5.080.49（3）钩砝的重力小车受摩擦阻力（4）小车初末速度的平方差与位移成正比小车的质量探究