2020-2021学年高中物理第七章机械能守恒定律9实验验证机械能守恒定律习题全国通用版必修2经典实用

1、9实验验证机械能守恒定律1在做“用落体法验证机械能守恒定律”的实验时，除了铁架台、低压交流电源、刻度尺、纸带等实验器材外，还必需的器材应包括()a秒表b天平c打点计时器d弹簧测力计2(多选)某位同学做“验证机械能守恒定律”的实验，下列操作步骤中正确的是()a把电磁打点计时器固定在铁架台上，并用导线连接到低压交流电源上b把连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度c先释放纸带，再接通电源d更换纸带，重复实验，处理数据3(多选)用自由落体运动验证机械能守恒定律就是看mv是否等于mghn(n对应打下的第n个点)关于该实验的下列说法中正确的是()a打点计时器打第一个点o时，重物的速度为0bh

2、n是计时点n到第一个点o的距离cm为重物的质量，需用天平称量d可以用vngtn计算vn，其中tn(n1)t(t为打点周期)4在“利用重锤自由下落验证机械能守恒定律”的实验中，产生误差的主要原因是()a重锤下落的实际高度大于测量值b重锤下落的实际高度小于测量值c重锤实际末速度大于gt(g为重力加速度，t为下落时间)d重锤实际末速度小于gt5在“验证机械能守恒定律”的实验中，纸带上打出的点如图l791所示，若重物的质量为1kg，图中点p为打点计时器打出的第一个点，则从起点p到打下点b的过程中，重物的重力势能的减少量ep_j，重物的动能的增加量ek_j(打点计时器的打点周期为0.02s，g取9.8m

3、/s2，小数点后均保留两位)图l7916在“验证机械能守恒定律”的实验中，有如下可供选择的实验器材：铁架台、电磁打点计时器、复写纸、纸带、低压直流电源、天平、停表、导线、开关其中不必要的器材是_，缺少的器材是_7“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法已知所用的电磁打点计时器所接电源的频率为50hz，查得当地的重力加速度为g9.80m/s2，重物质量为1kg.某同学选择了一条较理想的纸带，用刻度尺测量时各计时点到o点的距离如图l792所示，图中o点是打点计时器打出的第一个点，a、b、c、d分别是连续打出的计时点，各点到o点的距离如图所示从打下o点到打下b点，重物的重力势能的减少量ep

4、_j，动能的增加量ek_j(均保留三位有效数字)图l7928学校实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验时，提出了如图l793甲、乙所示的两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验；乙方案为用小车在木板斜面上下滑进行实验(1)组内同学对两种方案进行了讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案很可能是_(选填“甲”或“乙”)图l793(2)若该小组采用图甲的装置打出一条纸带，如图l794所示，相邻两点之间的时间间隔为0.02s，请根据纸带计算出打下d点时纸带的速度大小为_m/s(结果保留三位有效数字)图l794(3)该小组内同学们根据纸带算出了打下各点时纸带的速度，作

5、出v2h图线，则图线斜率的物理意义是_9小刚同学用如图l795所示的实验装置验证“机械能守恒定律”，他进行如下操作：用天平测出小球的质量为0.50kg；图l795用游标卡尺测出小球的直径为10.0mm；用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为82.05cm；电磁铁先通电，让小球吸在其下端；电磁铁断电时，小球自由下落；在小球通过光电门时，计时装置记下小球通过光电门所用的时间为2.50×103s，由此可算出小球通过光电门的速度(1)由以上测量数据可计算出小球重力势能的减少量ep_j，小球动能的变化量ek_j(g取9.8m/s2，结果均保留三位有效数字)(2)从实验结果中发现ep_(选填“稍

6、大于”“稍小于”或“等于”)ek，试分析可能的原因：_.10现利用如图l796所示装置验证机械能守恒定律图中ab是固定的光滑斜面，斜面的倾角为30°，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让滑块从斜面的顶端滑下，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5.00×102s、2.00×102s已知滑块质量为2.00kg，滑块沿斜面方向的长度为5.00cm，光电门1和2之间的距离为0.54m，g取9.80m/s2，取滑块经过光电门时纸带的速度为其平均速度则：图l796(1)滑块经过光电门1时的速度v1_m/s，通过光电门2

7、时的速度v2_m/s.(2)滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为_j，重力势能的减少量为_j.11某同学利用如图l797所示的实验装置验证机械能守恒定律该同学经正确操作得到打点纸带，在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点，依次为1、2、3、4、5、6、7，测量各计数点到第一个点的距离h，并正确求出打相应点时纸带的速度v.各计数点对应的数据见下表：计数点1234567h/m0.1240.1940.2790.3800.4970.6300.777v/(m·s1)1.942.332.733.133.50v2/(m2·s2)3.765.437.459.8012.30图l797请在图l

8、798坐标系中，描点作出v2h图线；由图线可知，重锤下落的加速度g_(保留三位有效数字)m/s2；若当地的重力加速度g9.80m/s2，根据作出的图线，能粗略验证自由下落的重锤机械能守恒的依据是_图l798图l79912如图l799所示，质量分别为m1和m2的两个小物块a和b分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1>m2.现要利用此装置验证机械能守恒定律(1)若选定物块a从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有_(填选项前的字母)a物块的质量m1、m2b物块a下落的距离及下落这段距离所用的时间c物块b上升的距离及上升这段距离所用的时间d绳子的长度(2)为提高实验结果的准确程度

9、，某小组同学对此实验提出了以下建议，其中确定对提高实验结果的准确程度有用的是_(填选项前的字母)a绳的质量要轻b在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好c尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃d两个物块的质量之差要尽可能小(3)写出一条上面没有提到的对提高实验结果的准确程度有益的建议：_1c解析本实验需要测量物体下落的高度来计算重力势能，测定速度来计算物体动能增加量，故还需要用打点计时器2abd解析在做“验证机械能守恒定律”的实验时，应先接通电源，后释放纸带，以保证打第一个点时纸带的速度为0，故选项c错误，a、b、d均正确3ab解析实验的原理就是利用重物的自由落体运动来验证机械能守恒定律，因此打点计

10、时器打第一个点时，重物运动的速度应为零hn与vn分别表示打第n个点时重物下落的高度和对应的瞬时速度，vn应利用纸带上的数据求出，若用vngtn求vn则已默认机械能守恒了，验证实验也就变得无意义了本实验中，不需要测量重物的质量，因为公式mghnmv的两边都有m，故只要ghnv成立，则mghnmv就成立，机械能守恒定律也就被验证了4d50.490.486低压直流电源、天平、停表低压交流电源、重锤、刻度尺解析 因为此实验是通过比较v2和gh是否相等来验证机械能是否守恒，故不需要测量重锤质量，打点计时器本身就测时间，所以不需要用停表测时间72.742.708(1)甲(2)1.75(3)当地重力加速度的

11、两倍解析 (1)一般情况下，甲方案中，重物带动纸带下降，摩擦阻力相对重物的重力较小，因此误差较小乙方案中，摩擦阻力相对重力沿斜面方向的分力较大，因此误差较大(2)vd1.75m/s.(3)由mghmv2，整理得v22gh，图线斜率为2g，即为当地重力加速度的2倍9(1)4.024.00(2)稍大于空气阻力的影响或高度测量中忽略了小球的尺度等解析 (1)小球重力势能减小量epmgh0.5×9.8×0.8205j4.02j；小球通过光电门的平均速度为vm/s4m/s，小球的动能变化量ekmv24.00j(2)从实验结果中发现ep稍大于ek，原因是空气阻力的影响或高度测量中忽略了

12、小球的尺度等10(1)1.002.50(2)5.255.29解析 (1)v1m/s1.00m/s，v2m/s2.50m/s.(2)动能增加量ekm(vv)×2.00×(2.5021.002) j5.25j，重力势能的减少量epmgxsin2.00×9.80×0.54×sin30°j5.29j.11如图所示9.75(9.699.79均可)图线为过原点的直线，所求g与g基本相等解析若机械能守恒，则满足v22gh，即v2h图线的斜率表示当地的重力加速度的2倍，由所作的图线可求出斜率为19.5m/s2，故g9.75m/s2，误差允许的范围内gg，故机械能守恒图线为过坐标原点的一条直线，所求g与g基本相等，即能粗略验证自由下落的重锤机械能守恒12(1)ab(或ac)(2)ac(3)对同一高度进行多次测量取平均值(或选取受力后伸长最小的绳子等)解析 (1)a、b组成的系统机械能守恒的表达式为(m1m2)gl(m1m2)v2，其中lt(l表示a下降或b上升的距离，t为a下降或b上升的时间)，故验证机械能守恒定律的表达式为(m1m2)·gl(m1m2)，测量的物理量为m1、m2、l、t，故应选a、b或