8.5实验：验证机械能守恒定律—人教版（2019）高中物理必修第二册检测

1、8.5实验：验证机械能守恒定律练习基础达标1.如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图.现有的器材为：带夹子的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带夹子的重锤.回答下列问题：(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有_.(填入正确选项前的字母)A.米尺 B.秒表 C.低压直流电源 D.低压交流电源(2)实验中产生误差的原因有：_(写出两个原因即可).(3)实验中由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样将造成_.A.不清楚 B.mgh>mv2 C.mgh<mv2 D.mghmv22.某同学用图(a)所示的实验装置“验证机械能守恒定律”，图(b)是用

2、6 V、50 Hz的打点计时器打出的一条纸带，O点为重锤下落的起点，选取的计数点A、B、C、D到O点的距离在图中已标出，重力加速度g取9.8 m/s2，重锤的质量为1 kg.(计算结果均保留两位有效数字)(1)打点计时器打下B点时，重锤下落的速度vB_ m/s，重锤的动能EkB_J.(2)从起点O到打下B点过程中，重锤的重力势能的减小量为_J.(3)根据(1)、(2)计算，在误差允许范围内，从起点O到打下B点过程中，你得到的结论是_. (4)图10是根据某次实验数据绘出的h图像，图线不过坐标原点的原因是_.3.在“验证机械能守恒定律”的实验中，下面列出一些实验步骤：A用天平称出重物和夹子的重量

3、B把重物系在夹子上C将纸带穿过计时器，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子，再把纸带向上拉，让夹子靠近打点计时器静止D把打点计时器接在学生电源的交流输出端，把输出电压调至6 V(电源不接通)E把打点计时器固定在桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上F在纸带上选取几个点，进行测量和记录数据G用秒表测出重物下落时间H接通电源，待计时器响声稳定后释放纸带I切断电源 J更换纸带，重新进行两次K在三条纸带中选出较好的一条L进行计算，得出结论，完成报告 M拆下导线，整理器材以上步骤中，不必要的有 ，正确步骤的合理顺序是 (填写字母)4在验证机械能守恒定律的实验中，与纸带相连的质量为1 kg的重锤自由下

4、落，打出的纸带如图所示，相邻计数点的时间间隔为0.02 s，g取9.8 m/s2.求：(1)打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB m/s(保留两位有效数字)；(2)某同学根据纸带上的O点到B点的数据，计算出物体的动能增加量Ek0.47 J，重力势能减小量Ep0.48 J，经过多次实验均发现Ek略小于Ep，试分析或解释形成这个现象的原因： .5.用如图甲所示实验装置验证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图乙给出的是实验中获得的一条纸带：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

5、)，计数点间的距离如图所示已知m150 g，m2150 g，则：(结果保留两位有效数字)(1)从纸带上打下计数点5时的速度v m/s.(2)从打下第“0”点到打下第“5”点的过程中系统动能的增加量Ek J，系统势能的减少量Ep J(当地的重力加速度g取10 m/s2.)(3)若某同学作出v2­h图象如图所示，则当地的重力加速度g m/s2.能力提升1.利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”，实验装置示意图如图所示.(1)实验步骤：将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，将导轨调至水平.用游标卡尺测出挡光条的宽度l9.30 mm.由导轨标尺读出两光电门中心间的距离s_ cm.将滑块

6、移至光电门1左侧某处，待砝码静止时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2.从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间t1和t2.用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m.(2)用表示直接测量量的字母写出下列物理量的表达式.滑块通过光电门1和光电门2时，瞬时速度分别为v1_和v2_.当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1_和Ek2_.在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统重力势能的减少量Ep_(重力加速度为g).(3)如果Ep_，则可认为验证了机械能守恒定律.2.做“验证机械能守恒

7、定律”的实验，已有铁架台、铁夹、电源、纸带、打点计时器，还必须选取的器材是图中的()Aa和cBa和dCb和c Db和d3(多选)用自由落体法验证机械能守恒定律，就是看mv是否等于mghn(n为计数点的编号0、1、2n)下列说法中正确的是()A打点计时器打第一个点0时，重物的速度为零Bhn是计数点n到起始点0的距离C必须测量重物的质量D用vngtn计算vn时，tn(n1)T(T为打点周期)4某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，通过实验数据分析，发现本实验存在较大的误差为此改用如图乙所示的实验装置：通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器

8、(图中未画出)记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出AB之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d(dh)，重力加速度为g.则小铁球经过光电门时的瞬时速度v .如果d、t、h、g满足关系式t2 ，就可验证机械能守恒定律比较两个方案，改进后的方案相比原方案最主要的优点是 5.某同学利用图所示装置“验证小球摆动过程中机械能守恒”，实验中小球摆到最低点时恰好与桌面接触但没有弹力，D处(箭头所指处)放一锋利的刀片，细线到达竖直位置时能被割断，小球做平抛运动落到地面，P是一刻度尺.该同学方案的优点是只需利用刻度尺测量A位置到桌面的高度H、桌面到地面的高度h及小球平抛运动的水平位移x即可.(1)测量A位置到桌面

9、的高度H应从_(填“球的上边沿”“球心”或“球的下边沿”)开始测.(2)实验中多次改变H值并测量与之对应的x值，利用作图像的方法去验证.为了直观地表述H和x的关系(图线为直线)，若用横轴表示H，则纵轴应表示_.(填“x”“x2”或“”)(3)若小球下摆过程中机械能守恒，则h、H和x的关系为H_.参考答案：基础达标1.答案(1)AD(2)纸带和打点计时器之间有摩擦.用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差.计算势能变化时，选取的始、末位置过近.存在空气阻力(任选其二)(3)B2.答案(1)1.20.72(0.680.76均可)(2)0.73(3)重锤下落过程中机械能守恒(4)开始打点时重锤有一定的速度3.答案AGEDBCHIJMKFL 4.答案(1)0.97(2)由于要克服空气阻力和纸带所受阻力做功，重锤的机械能略减少 5.