88试验7：验证机械能守恒定律练习题-2017届高三物理一轮复习原卷版

高考物理一轮复习(必修二)专题八机械能与能源8.8实验7：验证机械能守恒定律一一练1.(多选)如图所示“用DIS研究机械能守恒定律”实验装置。下列步骤正确的是( )(A)让摆锤自然下垂，调整标尺盘，使其竖直线与摆锤线平行(B)将摆锤置于释放器内，释放杆进行伸缩调整，使摆锤的系线松弛一点便于摆锤释放(C)调整光电门的位置，使光电门的接收孔与测量点位于同一水平面内(D)将释放器先后置于A、B、C点，将光电门置于标尺盘的D点，分别测量释放器内的摆锤由A、B、C三点静止释放摆到D点的势能和动能2、在“验证机械能守恒定律”实验中，某研究小组采用了如图甲所示的实验装置实验的主要步骤是:在一根不可伸长的细线一端系一金属小球，另一端固定于。点，记下小球静止时球心的位置。'，在。'处放置一个光电门，现将小球拉至球心距。'高度为h处由静止释放，记下小球通过光电门时的挡光时间At(1)如图乙，用游标卡尺测得小球的直径d=cm。(2)该同学测出一组数据如下：高度h=0.2m,挡光时间At=0.0052s,设小球质量为m,g=9.8m/s2.计算小球重力势能的减小量AEp=，动能的增加量AEk=，得出的结论：，分析误差产生的原因是 。3、某实验小组利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律.小钢球自由下落过程中，计时装置测出小钢球先后通过光电门A、B的时间分别为tA、tB，用小钢球通过光电门A、B的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度.测出两光电门间的距离为h，当地的重力加速度为g，小钢球所受空气阻力可忽略不计.（1）先用游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球直径为d=cm；（2）要验证机械能是否守恒，只要比较 与是否相等；（3）实验中小钢球通过光电门的平均速度 （选填“大于”或“小于”）小钢球球心通过光电门时的瞬时速度，导致动能增加量AEk总是稍（选填“大于”或“小于”）重力势能减少量AEP，且随小钢球下落起始高度的增加，误差越来越 （选填“大”或“小”）。4.（2016东城零模）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电为学生电源，输出电压为6V（频率为50Hz）的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器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。下面列举了该实验的几个操作步骤：A.按照图示的装置安装器件B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上C.用天平测出重锤的质量D.释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带E.测量纸带上某些点间的距离F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能其中没有必要进行的或者操作不当的步骤，有 。某同学按照正确的操作选得纸带如右上图，其中0是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位：cm）。C.天平（含祛码）中,重物的重力势能变化量C.天平（含祛码）中,重物的重力势能变化量AEp=,动能变化量加k=该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,他用AC段的，而动能的增平均速度作为打出B点时对应的物体的即时速度，则OB段重锤重力势能的减少量为，而动能的增加量为（计算结果均保留3位有效数字，重锤质量用m表示），造成上述实验结果不相等的原因主要加量为5.（北京卷，21（2））利用图2装置做“验证机械能守恒定律”实验。（1）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（2）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（3）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。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为兀设重物的质量为m。从打0点到打B点的过程(4)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V=gt计算中午速度B.利用公式V二扇计算重物速度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(5)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0的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘V2-h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。6、某实验小组利用如图所示的装置进行实验，钩码A和B分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，钩码质量均为M,在A的上面套一个比它大一点的环形金属块C,在距地面为h1处有一宽度略比A大一点的狭缝，钩码A能通过狭缝，环形金属块C不能通过.开始时A距离狭缝的高度为h2,放手后，A、B、C从静止开始运动.(1)利用计时仪器测得钩码A通过狭缝后到落地用时11,则钩码A通过狭缝的速度为(用题中字母表示).(2)若通过此装置验证机械能守恒定律，还需测出环形金属块C的质量m，当地重力加速度为g.若系统的机械能守恒，则需满足的等式为 (用题中字母表示).(3)为减小测量时间的误差，有同学提出如下方案：实验时调节h1=hfh，测出钩码A从释放到落地的总时间t,来计算钩码A通过狭缝的速度，你认为可行吗？若可行，写出钩码A通过狭缝时的速度表达式;若不可行，请简要说明理由.、

业、为、£（1OZJ）接数据采集器K=0r ，件Y7、DIS实验是利用现代信息技术进行的实验。“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示，小组同学在实验中利用小铁球从很光洁的曲面上滚下，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图乙所示。图象的横轴表示小球距d点（最低点）的高度h，纵轴表示小铁球的重力势能EPp、动能Ek业、为、£（1OZJ）接数据采集器K=0r ，件Y光电定滑轮㈤0图210光电定滑轮㈤0图2101111|1111|游^20（1）图乙的图象中，表示小球的机械能E、动能Ek、重力势能Ep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）;（2）根据图乙所示的实验图象，可以得出的结论是：8、利用气垫导轨验证机械能守恒定律。实验装置示意图如图1所示：实验步骤:A.将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m,将导轨调至水平。B.用游标卡尺测量挡光条的宽度L,结果如图2所示，由此读出L=mm。C.由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s=cm。D.将滑块移至光电门1左侧某处，待祛码静止不动时，释放滑块，要求祛码落地前挡光条已通过光电门2。E.从数字计时器（图1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A11和A12。F.用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和祛码的总质量m。用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式:（1）在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少AEp=（重力加速度为g）。

（2）如果强p=，则可认为验证了机械能守恒定律。9、某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如图甲所示，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。光电门传感器可测的最短时间为0.01ms。将挡光效果较好的黑色磁带（宽度为d）贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门。某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间△彳与图中所示的高度差△勺并将部分数据进行了处理，结果如下表所示。（取g=9.8m/s2,注：表格中M为直尺质量）光电门-；黑磁菁；;：计弟疑：Q5D三Ah/mJ—>0.25光电门-；黑磁菁；;：计弟疑：Q5D三Ah/mJ—>0.25次数。(10-ss)产Vi=己Eh=|vvr-^vi-炉hi(m)炉Mg/1.56P23加1.46P3.05^0.,59MHt30g3炉1.3732*0.13^.L23、W4炉1.30P3.4