2025新课改-高中物理-必修第2册（16讲）16 A实验：机械能守恒定律 基础版

2025新课改-高中物理-必修第2册（16讲）16A实验：机械能守恒定律基础版实验：验证机械能守恒定律知识点：实验：验证机械能守恒定律一、实验思路机械能守恒的前提是“只有重力或弹力做功”，因此研究过程一定要满足这一条件.本节实验我们以只有重力做功的过程进行研究.二、物理量的测量及数据分析只有重力做功时，只发生重力势能和动能的转化.(1)要验证的表达式：eq\f(1,2)mv22＋mgh2＝eq\f(1,2)mv12＋mgh1或：eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12＝mgh1－mgh2.(2)所需测量的物理量：物体所处两位置之间的高度差，及物体的运动速度.三、参考案例案例1研究自由下落物体的机械能1.实验器材铁架台(带铁夹)、打点计时器、重物(带夹子)、纸带、复写纸(或墨粉盘)、导线、毫米刻度尺、交流电源.2.实验步骤(1)安装电源连接好.图(2)打纸带：在纸带的一端把重物用夹子固定好，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近.先接通电源后释放纸带，让重物拉着纸带自由下落.重复几次，得到3～5条打好点的纸带.(3)选纸带并测量：选择一条点迹清晰的纸带，确定要研究的开始和结束的位置，测量两位置之间的距离Δh及两位置时的速度，代入表达式进行验证.3.数据处理(1)计算各点对应的瞬时速度：如图乙所示，根据公式vn＝eq\f(hn＋1－hn－1,2T)，计算出某一点的瞬时速度vn.(2)机械能守恒定律的验证方法一：利用起始点和第n点.选择开始的两点间距接近2mm的一条纸带，打的第一个点为起始点，如果在实验误差允许范围内mghn＝eq\f(1,2)mvn2，则机械能守恒定律得到验证.方法二：任取两点A、B.如果在实验误差允许范围内mghAB＝eq\f(1,2)mvB2－eq\f(1,2)mvA2，则机械守恒定律得到验证.方法三：图像法(如图所示).图若在实验误差允许范围内图线是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律.4.误差分析本实验的误差主要是由纸带测量产生的偶然误差以及重物和纸带运动中的空气阻力及打点计时器的摩擦阻力引起的系统误差.5.实验注意事项(1)打点计时器安装时，要使两限位孔的中线在同一竖直线上，以减小摩擦阻力.(2)应选用质量和密度较大的重物.增大密度可以减小体积，可使空气阻力的影响相对减小.(3)实验时，应先接通电源，让打点计时器正常工作后再松开纸带让重物下落.(4)本实验中的几种验证方法均不需要(填“需要”或“不需要”)测重物的质量m.(5)速度不能用v＝gt或v＝eq\r(2gh)计算，应根据纸带上测得的数据，利用vn＝eq\f(hn＋1－hn－1,2T)计算瞬时速度.案例2研究沿斜面下滑物体的机械能1.实验器材气垫导轨、数字计时器、带有遮光条的滑块.2.实验装置如图所示，把气垫导轨调成倾斜状态，滑块沿倾斜的气垫导轨下滑时，忽略空气阻力，重力势能减小，动能增大.图3.实验测量及数据处理(1)测量两光电门之间的高度差Δh；(2)滑块经过两光电门时遮光条遮光时间Δt1和Δt2，计算滑块经过两光电门时的瞬时速度.若遮光条的宽度为ΔL，则滑块经过两光电门时的速度分别为v1＝eq\f(ΔL,Δt1)，v2＝eq\f(ΔL,Δt2)；(3)若在实验误差允许范围内满足mgΔh＝eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12，则验证了机械能守恒定律.4.误差分析两光电门之间的距离稍大一些，可以减小误差；遮光条的宽度越小，误差越小.例题精练1．（2021•江苏一模）某同学利用图示装置完成探究机械能守恒定律的实验，实验后发现重物重力势能的减少量mgh小于动能的增加量mv2。你认为造成这一结果的可能原因是（）A．纸带与振针之间有摩擦阻力 B．重物下落过程中受到空气阻力 C．释放重物前纸带不处于竖直位置 D．先释放重物，后接通电源打出纸带2．（2020春•荔湾区校级期中）如图所示，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．速度变化量与势能变化量 C．速度变化量与高度变化量 D．速度变化量与重力做功大小随堂练习1．（2020•湖南学业考试）小明利用如图所示装置进行“验证机械能守恒定律”的实验，下列说法正确的是（）A．必须用天平测量重物的质量 B．必须用秒表测出下落时间t，通过v＝gt计算出瞬时速度v C．应先释放纸带，再接通电源 D．打点计时器使用的是交流电源2．（2020春•苍南县月考）在“验证机械能守恒定律”的实验中给电磁打点计时器提供的电源如下，应选择（）A．4节干电池 B．3节蓄电池 C．学生电源4～6V，交流输出 D．学生电源4～6V，直流输出3．（2020春•苍南县月考）在“验证机械能守恒定律”的实验中，供选择的重物有以下四个，应选择（）A．质量为100g的钩码 B．质量为10g的砝码 C．质量为200g的木球 D．质量为10g的塑料球4．（2020春•茶陵县校级月考）某同学用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验，下列说法正确的是（）A．必须用秒表测里重物下落的时间 B．可以不测量重物的质量 C．电火花计时器使用的是直流电源 D．应先释放纸带，再接通电源综合练习一．选择题（共15小题）1．（2020•浦口区校级学业考试）如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。关于这一实验，下列说法中正确的是（）A．打点计时器应接直流电源 B．应先释放纸带，后接通电源打点 C．需使用秒表测出重物下落的时间 D．测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度2．（2019秋•徐州月考）如图所示，“验证机械能守恒定律”实验中打出了一条纸带，O为重物开始下落的起始位置，P为下落过程中的某一点，测得OP间距离为h，P点速度为v，若重物质量为m，重力加速度为g，可说明重物在OP间运动时机械能守恒的表达式为（）A．mgh＜mv2 B．mgh＝mv2 C．mgh＜mv2 D．mgh═mv23．（2019秋•甘谷县校级月考）用图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验时，有以下操作，其中不正确的是（）A．将打点计时器的两个限位孔调节到同一竖直线上 B．先放手让纸带和重物下落，再接通电源开关 C．使重物靠近打点计时器 D．所选择的纸带最开始两点间的距离应接近2mm4．（2019•江苏学业考试）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v大于gt（g为重力加速度，t为下落时间） D．重锤实际末速度v小于gt5．（2019秋•江苏月考）如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。关于此实验，下列说法正确的是（）A．打点计时器应接直流电源 B．实验中应先释放纸带，后接通电源 C．打点计时器的两个限位孔不一定要在同一竖直线上 D．由于阻力的作用，重物重力势能的减少量总是略大于动能的增加量6．（2019秋•海安市校级期中）在“验证机械能守恒定律”实验中，除铁架台、铁夹、学生电源、纸带、重物和刻度尺外，还需要选用下述仪器中的（）A．秒表 B．打点计时器 C．天平 D．弹簧秤7．（2019春•常熟市校级期末）如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置，关于该实验，下列说法中正确的是（）A．电磁打点计时器使用低压直流电 B．可用公式v＝计算重物的速度 C．实验时接通电源和释放纸带应同时进行 D．实验中发现重物减小的重力势能略大于增加的动能其主要原因是重物和纸带下落时要受到阻力8．（2019•扬州学业考试）采用落体法“验证机械能守恒定律”的实验中，下列步不必要的是（）A．用天平称出锤的质量 B．把电磁打点计时器固定到铁架台上，并与交流电源连接起来 C．把纸带固定到重锤上，穿过打点计时器的限位孔，并把重锤提升到一定的高度 D．接通电源，释放纸带9．（2019•湘阴县学业考试）如图所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置，实验中发现重物增加的动能总是略小于它减少的重力势能，分析其产生的主要原因应是（）A．重物及纸带在下落时受到摩擦阻力 B．重物的质量过大 C．先接通电源后释放纸带 D．重物的密度过大10．（2019春•江都区校级月考）在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是（）A．实验中，需用天平测出重物的质量 B．实验中，需用秒表测出重物下落的时间 C．不可以用公式v＝gt来计算重锤的速度 D．实验时，应先释放纸带，再接通电源11．（2019•无锡学业考试）“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示。关于该实验，下列说法不正确的是（）A．重物应选用质量较大的物体 B．两个限位孔应在同一竖直线上 C．打点计时器应接低压交流电源 D．应先释放纸带，后接通电源12．（2019•大连学业考试）如图所示，是用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置．下列说法中正确的是（）A．打点计时器应接直流电源 B．应先释放纸带，后接通电源打点 C．需使用秒表测出重物下落的时间 D．将连有重锤的纸带穿过限位孔，把重锤提升到靠近打点计时器并静止13．（2019•江苏学业考试）在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列释放纸带的操作正确的是（）A． B． C． D．14．（2019•盐都区校级学业考试）图示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。关于该实验，下列说法中正确的是（）A．选择体积大、质量小的重锤 B．可用公式v＝gt计算重锤的速度 C．接通电源和释放纸带必须同时进行 D．重锤下落的高度可通过纸带上点间的距离来确定15．（2019春•银川校级期末）“验证机械能守恒定律”的实验中，对于自由下落的重物，下列选择条件中不必要的是（）A．选用重物时，重的比轻的好 B．选用重物时，体积小的比大的好 C．选定重物后，为计算其动能和势能的变化量，需要称出它的质量 D．重物所受重力应远大于它所受的空气阻力和纸带受到打点计时器的阻力二．多选题（共8小题）16．（2021春•尖山区校级月考）关于“用落体法验证机械能守恒定律”的实验，下列说法中正确的是（）A．重物最好选择密度较小的木块 B．重物的质量可以不测量 C．实验中应先接通电源，后释放纸带 D．可以利用公式v＝求解瞬时速度17．（2019秋•双阳区校级月考）用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验时，释放重物前有以下操作，其中正确的是（）A．将打点计时器的两个限位孔调节到同一竖直线上 B．手提纸带任意位置 C．使重物靠近打点计时器18．（2017春•永春县校级期末）下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中，正确的是（）A．重物质量的称量不准会造成较大误差 B．重物质量选用得大些，有利于减小误差 C．重物质量选用得较小些，有利于减小误差 D．纸带下落和打点不同步会造成较大误差19．在“验证机械能守恒定律”实验中，为测量速度及高度而选择纸带时，较为理想的纸带具备的特点是（）A．点迹小而清晰的 B．点迹粗的 C．第一、二点距离接近2mm的 D．纸带长度较长的（60～80cm）20．在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中要用工具测量的有（），通过计算得到的有（）A．重锤的质量 B．初始时重锤距地面的高度 C．重锤下落的高度 D．与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度21．在“验证机械能守恒定律”的实验中．下列器材必须要用的是（多选）．A． B． C． D．22．如图是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带，有关尺寸已在图中注明，取n点来验证机械能守恒定律，下面列举一些计算n点速度的方法，其中正确的是（）A．n点是第n个点，则vn＝gnT B．n点是第n个点，则vn＝g（n﹣1）T C．vn＝ D．vn＝23．利用重物下落验证机械能守恒定律的实验中，下面叙述正确的是（）A．应该用天平称出重物的质量 B．必须选用点迹清晰，特别是第一点没有拉成长条的纸带 C．操作时应在接通电源的同时放开纸带 D．电磁打点计时器应接在电压为4～6V的交流电源上三．填空题（共10小题）24．（2021春•永春县校级期中）在《验证机械能守恒定律》的实验中，打点计时器所用电源为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg，甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.18cm、0.19cm、0.25cm，从纸带中可看出学生在操作上肯定有错误，可能的原因是．25．（2021春•宁德期中）在验证机械能守恒定律实验中，电源频率为50Hz．某同学按照正确的操作选得纸带如图所示，其中O是起始点，A、B、C、D、E是纸带上连续五个点，测得它们到O的距离如图所示，（单位cm）．若实验中所用重锤的质量m＝1kg，则到达C点时，重锤的速度vC＝m/s，重锤的动能Ek＝J，从开始下落起至C点重锤的重力势能的减小量是J，由此可得出的结论是．（g取10m/s2）26．（2020春•浙江期中）某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．（1）请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误：①，②；（2）实验中应先，再；（接通电源开关，释放纸带）（3）实验中需要对比是否相等的两个量是和，实验中测量重物的质量（必须，不需）．27．（2020春•雅安期末）验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示，质量m＝1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图乙所示（相邻记数点间的时间间隔为0.02s），则：（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB＝m/s（2）从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP＝J，此过程中物体动能的增加量△Ek＝J．（保留两位有效数字，g取9.8m/s2）（3）通过计算可得知△EP△Ek（填“＜”、“＞”或“＝”），这是因为。28．（2020•全国卷Ⅱ模拟）用如图1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上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图2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个打点（图中未标出），计数点间的距离如图2所示．已知m1＝50g、m2＝150g，则（结果保留两位有效数字）（1）在纸带上打下记数点5时的速度v＝m/s；（2）在0～5过程中系统动能的增量△EK＝J，系统势能的减少量△EP＝J（计算时g取10m/s2）．由此得出的结论是：（3）若某同学作出﹣h图象如图3，则当地的重力加速度g＝m/s2．29．（2020春•伊州区校级期末）在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m＝1kg的物体自由下落，得到如乙图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s．那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量Ep＝J，此过程中打点计时器打点B时的速度VB＝m/s，物体动能的增加量Ek＝J．由此可得到的结论是：．（g＝9.8m/s2，保留三位有效数字）30．（2020•包河区校级四模）用自由落体法进行“验证机械能守恒定律”的实验．（1）实验完毕后选出一条纸带如图1所示，其中O点为电磁打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz的交流电．用刻度尺测得OA＝12.41cm，OB＝18.60cm，OC＝27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重物的质量为1.00kg，取g＝9.80m/s2．甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了J；此时重物的动能比开始下落时增加了J．（结果均保留三位有效数字）．实验中产生系统误差的原因是（2）乙同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图2的图线．图线未过原点O的原因是．31．（2020•东湖区校级模拟）在“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验中，质量m＝1.00kg的重物拖着纸带竖直下落，打点计时器在纸带上打下一系列的点，如图所示。相邻计数点时间间隔为0.04s，P为纸带运动的起点，从P点到打下B点过程中物体重力势能的减少△Ep＝J，在此过程中物体动能的增加量△EK＝J．（已知当地的重力加速度g＝9.80m/s2，答案保留三位有效数字）用V表示各计数点的速度，h表示各计数点到P点的距离，以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出﹣h的图线，若图线的斜率等于某个物理量的数值时，说明重物下落过程中机械能守恒，该物理量是。32．（2019春•南关区校级期末）在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m＝1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示（相邻记数点时间间隔为0.02s），那么：（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB＝；（2）从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP＝，此过程中物体动能的增加量△Ek＝；（g取9.8m/s2）（3）通过计算，数值上△EP＞△Ek，这是因为．33．（2019春•怀化期末）用如图a所示的装置“验证机械能守恒定律”①下列物理量需要测量的是、通过计算得到的是（填写代号）A．重锤质量B．重力加速度C．重锤下落的高度D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度②设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g．图b是实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续点．根据测得的s1、s2、s3、s4写出重物由B点到D点势能减少量的表达式，动能增量的表达式．四．实验题（共2小题）34．（2021•江西模拟）某同学设计如图甲所示的实验装置来探究弹簧弹性势能与弹簧形变量的关系，弹射器固定放置在水平桌面上，右端与一带有窄片的物块接触，让物块被不同压缩状态的弹簧弹射出去，沿水平桌面上滑行，途中安装一光电门。（1）为了减小实验误差，弹射器的内壁和桌面应尽可能光滑，同时弹射器出口端距离桌子右边光电门应该（填“近些”或“远些”）。（2）如图乙所示，用游标卡尺测得窄片的宽度L为mm。（3）若物块质量为m，记下某次实验中带有窄片的物块通过光电门的时间△t，则关于弹簧此次弹射物块过程中释放的弹性势能为（用m、L、△t表示）。35．（2020秋•张家口期中）某同学利用如图所示实验装置探究系统机械能守恒，甲、乙两个体积相同的小球用跨过光滑定滑轮的轻绳连接，实验步骤如下：①测量甲、乙两小球的质量分别为M＝0.3kg、m＝0.1kg；②用游标卡尺测出小球乙的直径d＝2.20cm；③将光电门固定在铁架台上某一位置，测出铁架台底端到光电门的距离h＝0.5m；④将小球乙放在铁架台的底端，将小球甲由图示位置静止释放，记录小球乙通过光电门的时间△t＝0.01s；⑤改变光电门到铁架台底端的高度h，重复步骤④，记录多组数据。回答下列问题：（1）小球乙通过光电门的瞬时速度大小为m/s，该测量速度（选填“大于”“等于”或“小于”）小球乙通过光电门的实际速度。（2）利用测量数据可得，系统减少的重力势能为J，系统增加的动能为J（g＝9.8m/s2，计算结果保留两位有效数字）。（3）受阻力的影响，系统减少的重力势能与增加的动能会存在差值。当增加h时，两者的差值会（填“增大”“不变”或“减小”）。实验：验证机械能守恒定律知识点：实验：验证机械能守恒定律一、实验思路机械能守恒的前提是“只有重力或弹力做功”，因此研究过程一定要满足这一条件.本节实验我们以只有重力做功的过程进行研究.二、物理量的测量及数据分析只有重力做功时，只发生重力势能和动能的转化.(1)要验证的表达式：eq\f(1,2)mv22＋mgh2＝eq\f(1,2)mv12＋mgh1或：eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12＝mgh1－mgh2.(2)所需测量的物理量：物体所处两位置之间的高度差，及物体的运动速度.三、参考案例案例1研究自由下落物体的机械能1.实验器材铁架台(带铁夹)、打点计时器、重物(带夹子)、纸带、复写纸(或墨粉盘)、导线、毫米刻度尺、交流电源.2.实验步骤电源连接好.图(2)打纸带：在纸带的一端把重物用夹子固定好，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近.先接通电源后释放纸带，让重物拉着纸带自由下落.重复几次，得到3～5条打好点的纸带.(3)选纸带并测量：选择一条点迹清晰的纸带，确定要研究的开始和结束的位置，测量两位置之间的距离Δh及两位置时的速度，代入表达式进行验证.3.数据处理(1)计算各点对应的瞬时速度：如图乙所示，根据公式vn＝eq\f(hn＋1－hn－1,2T)，计算出某一点的瞬时速度vn.(2)机械能守恒定律的验证方法一：利用起始点和第n点.选择开始的两点间距接近2mm的一条纸带，打的第一个点为起始点，如果在实验误差允许范围内mghn＝eq\f(1,2)mvn2，则机械能守恒定律得到验证.方法二：任取两点A、B.如果在实验误差允许范围内mghAB＝eq\f(1,2)mvB2－eq\f(1,2)mvA2，则机械守恒定律得到验证.方法三：图像法(如图所示).图若在实验误差允许范围内图线是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律.4.误差分析本实验的误差主要是由纸带测量产生的偶然误差以及重物和纸带运动中的空气阻力及打点计时器的摩擦阻力引起的系统误差.5.实验注意事项(1)打点计时器安装时，要使两限位孔的中线在同一竖直线上，以减小摩擦阻力.(2)应选用质量和密度较大的重物.增大密度可以减小体积，可使空气阻力的影响相对减小.(3)实验时，应先接通电源，让打点计时器正常工作后再松开纸带让重物下落.(4)本实验中的几种验证方法均不需要(填“需要”或“不需要”)测重物的质量m.(5)速度不能用v＝gt或v＝eq\r(2gh)计算，应根据纸带上测得的数据，利用vn＝eq\f(hn＋1－hn－1,2T)计算瞬时速度.案例2研究沿斜面下滑物体的机械能1.实验器材气垫导轨、数字计时器、带有遮光条的滑块.2.实验装置如图所示，把气垫导轨调成倾斜状态，滑块沿倾斜的气垫导轨下滑时，忽略空气阻力，重力势能减小，动能增大.图3.实验测量及数据处理(1)测量两光电门之间的高度差Δh；(2)滑块经过两光电门时遮光条遮光时间Δt1和Δt2，计算滑块经过两光电门时的瞬时速度.若遮光条的宽度为ΔL，则滑块经过两光电门时的速度分别为v1＝eq\f(ΔL,Δt1)，v2＝eq\f(ΔL,Δt2)；(3)若在实验误差允许范围内满足mgΔh＝eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12，则验证了机械能守恒定律.4.误差分析两光电门之间的距离稍大一些，可以减小误差；遮光条的宽度越小，误差越小.例题精练1．（2021春•赫山区校级月考）某同学用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律“实验。下列说法正确的是（）A．打点计时器使用的是交流电源 B．完成该实验需要秒表 C．实验时应先释放纸带，再接通电源 D．实验时必需测量物体的质量2．（2019•扬州学业考试）如图所示为小明做“验证机械能守恒定律”实验的装置图。实验中，为减小空气阻力对实验的影响，下列操作可行的是（）A．选用密度大、体积小的重物 B．打点计时器两限位孔在同一竖直线上 C．释放前手应提纸带上端并使纸带竖直 D．重物下落过程中手始终提住纸带的上端随堂练习1．（2019秋•漾濞县月考）用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，下列物理量中不需要测量或计算的有（）A．下落高度 B．瞬时速度 C．重物质量 D．时间2．（2019•西湖区校级模拟）下面是一中学生设想的在空间站中进行的部分实验，可行的是（）A．用悬挂钩码法探究弹簧弹力和伸长量的关系 B．用弹簧测力计验证力的平行四边形定则 C．研究平抛物体的运动 D．利用自由落体运动验证机械能守恒定律综合练习一．选择题（共10小题）1．（2019•连云港学业考试）图示为某同学做验证机械能守恒定律实验的装置。实验结果显示，重锤重力势能的减少量总略大于动能的增加量，其主要原因是（）A．重锤的密度过大 B．电源的电压不稳定 C．没有采用多次实验取平均值 D．存在空气阻力和纸带与限位孔之间的摩擦阻力2．（2019•广东学业考试）在做“验证机械能守恒定律”的实验时，发现重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是（）A．重锤和纸带下落过程中有阻力做功 B．选用的重锤质量较大 C．重锤离地面较高 D．重锤离地面较低3．（2019春•纳雍县校级期末）用图示装置验证机械能守恒定律，由于电火花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的阻力，这样实验造成的结果是（）A．重力势能的减小量明显大于动能的增加量 B．重力势能的减小量明显小于动能的增加量 C．重力势能的减小量等于动能的增加量 D．以上几种情况都有可能4．（2019春•驿城区校级期中）下列有关高中物理力学实验的描述中，正确的是（）A．在“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器应使用低压直流电源 B．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，体现了等效思想的运用 C．在“研究平抛运动”的实验中，坐标纸上必须标出小球刚开始做平抛运动的初始点 D．在“验证机械能守恒定律“的实验中，必须要用天平测出悬挂钩码的质量5．（2019•扬州学业考试）采用落体法“验证机械能守恒定律”的实验中，下列步骤不必要的是（）A．用天平称出重锤的质量 B．把电磁打点计时器固定到铁架台上，并与交流电源连接起来 C．把纸带固定到重锤上，穿过打点计时器的限位孔，并把重锤提升到一定的高度 D．接通电源，释放纸带6．（2019春•秦州区校级月考）在验证机械能守恒定律的实验中，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和下落的高度h，某同学对实验得到的纸带设计了以下几种测量的方案，正确的是（）A．由刻度尺测出物体下落的高度h，用打点间隔算出下落时间，通过v＝gt计算出瞬时速度 B．由刻度尺测出物体下落的高度h，通过v＝计算出瞬时速度 C．由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，计算出瞬时速度 D．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，计算出瞬时速度v，并通过h＝计算得出高度7．（2019•河西区学业考试）如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置。关于该实验，下列说法中正确的是（）A．电磁打点计时器使用低压直流电 B．可用公式v＝计算重物的速度 C．实验时接通电源和释放纸带应同时进行 D．安装纸带时，应将纸带置于复写纸的下方8．（2018春•淄川区校级期中）用落体法做“验证机械能守恒定律“的实验。重物从高处由静止开始落下，重物拖着纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点进行测量，计算分析，即可验证机械能守恒定律。在实验时，下列器材不必要的是（）A．天平 B．重物 C．纸带 D．刻度尺9．（2018•广南县校级模拟）在研究重物自由下落过程中机械能守恒的实验中，得到如图所示的一条纸带，该纸带上最初打出的几个点不清楚，纸带上留下的是后面的一些点。算出打下B、C两点时，重物速度分别是vB、vC，量得B、C两点间的距离为h，那么验证机械能守恒的表达式可写为（）A．gh＝vC2﹣vB2 B．gh＝vC2﹣vB2 C．vC＝vB+aT D．vC2+vB2＝2gh10．（2018•浙江学业考试）在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是（）A．电磁打点计时器接220V交流电源 B．需要用刻度尺测量重物下落的高度 C．需要用秒表测量重物下落的时间二．多选题（共10小题）11．（2020•浙江模拟）利用如图所示的实验装置探究相关的力学实验，下列说法错误的是（）A．“探究速度随时间变化规律”的实验中，不需要平衡摩擦力 B．探究“功和速度变化关系”的实验中，只打出一条纸带不能进行探究 C．探究”加速度和力、质量的关系”实验中，物块的质量应远小于小车和砝码的总质量 D．利用该实验装置，只要平衡摩擦力，就可以用来“探究机械能守恒定律”实验12．（2019春•金山区校级期末）用DIS实验研究机械能守恒定律的实验中，用光电门测定摆锤在某一位置的瞬时速度。实验测得D点的速度偏小，造成这个误差的原因可能是（）A．摆锤释放的位置高于A点 B．摆锤释放的位置在AB之间 C．摆锤在A点没有静止释放 D．光电门没有放在D点13．（2019春•西城区校级期中）在下列所述实例中，若不计空气阻力，机械能守恒的是（）A．自由落体运动 B．电梯减速下降的过程 C．抛出的铅球在空中运动的过程 D．木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程14．（2019春•西城区校级期中）用重物的自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，除铁架台、铁夹、导线、打点计时器、纸带和重物外，还需选用的器材有（）A．秒表 B．刻度尺 C．直流电源 D．交流电源15．（2019春•荆门期末）利用重锤拖着纸带自由下落验证机械能守恒定律，关于实验的说法正确的是（）A．实验时应先放开纸带，再开启打点计时器 B．实验纸带选取点迹清晰且第一、二两点距离接近2mm的较好 C．重锤的质量在本实验中必须测出来 D．重锤从静止开始下落一段距离h时速度为v，在实验误差允许的范围内，只要满足gh＝v2，就可以说明重锤下落过程中机械能守恒16．（2019春•无锡期末）利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，关于此实验的操作，下列说法中正确的有（）A．安装打点计时器时两个限位孔必须在同一竖直线上 B．必须用秒表测出重物下落的时间 C．先接通打点计时器电源，待稳定后释放纸带 D．若纸带起始端点迹模糊，则不可用来验证机械能守恒17．（2019春•浙江月考）如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，重锤带动纸带由静止释放，利用此装置可以完成的实验有（）A．测定当地的重力加速度g B．验证力的平行四边形定则 C．探究平抛运动的规律 D．验证机械能守恒定律18．（2019•路南区校级模拟）下面是一些有关高中物理实验的描述，其中正确的是（）A．在“研究匀变速直线运动”实验中，不需要平衡摩擦力 B．在“验证机械能守恒定律”的实验中，必须用天平测物体的质量 C．在“探究力的平行四边形定则”的实验中，在同一次实验中橡皮条拉长的结点O位置可以不同 D．在用橡皮筋“探究功与速度变化的关系”的实验中不需要直接求出合外力做的功 E．在用欧姆表“×10”挡测量电阻时发现指针偏转角太小，应该换“×1”挡进行测量19．（2018春•舒城县期末）在利用重锤和打点计时器做“验证机械能守恒定律”的实验中，下列各项描述正确的有（）A．必须要测量重锤的质量 B．必须测量重锤的下落时间 C．需要把打点计时器两限位孔尽量调到同一竖直线上 D．由于误差的原因利用纸带测出O到各个计数点的重力势能的减小量，总是略大于测出必须测出的动能增加量20．（2018春•海港区校级月考）如图所示“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是（）A．先释放纸带，后接通电源 B．需用天平测出重物的质量 C．用秒表测出重物下落的时间 D．打点计时器两个限位孔应在同一竖直平面内 E．放手时，重物应靠近打点计时器三．填空题（共10小题）21．（2021春•岑溪市期末）“验证机械能守恒定律”的实验如图1采用重物自由下落的方法：（1）实验中，下面哪些测量工具是必需的？．A．天平B．直流电源C．刻度尺D．秒表（2）实验中，发现重锤减少的势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的主要原因是A．选用的重锤质量过大B．数据处理时出现计算错误C．空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力D．实验时操作不够细，实验数据测量不准确（3）实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度g＝9.80m/s2，所用重物的质量为1.00kg，实验中得到一点迹清晰的纸带，如图2，把第一点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D到0点的距离分别为62.99cm，70.18cm，77.76cm，85.73cm，根据以上的数据，可知重物由0运动到C点，重力势能的减小量等于J，动能的增加量等于J．（本题中计算结果均保留三位有效数字）（4）通过实验得出的结论是：．22．（2020秋•香坊区校级月考）某同学用如图甲所示的实验袋置来验证机械能守恒定律，进行如下操作：①用天平测定小球的质量为m＝10.0g；②用游标卡尺测出小球的直径为d＝10.0mm；③用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为h＝80.90cm；④电磁铁先通电，让小球吸在下端；⑤电磁铁断电，小球自由下落；⑥在小球经过光电门的时间内，计时装置记下小球经过光电门所用时间为t＝2.50×10﹣3s，由此可算得小球经过光电门时的速度为m/s；⑦计算此过程中小球重力势能的减少量为J，小球动能的增加量为J（g取10m/s2，结果保留三位有效数字）（2）另一同学用上述实验装置通过改变光电门的位置，用h表示小球到光电门的下落距离，用v表示小球通过光电门的速度，根据实验数据作出了如图乙所示的v2﹣h图象，则当地的实际重力加速度g＝m/s2．23．（2020•北京模拟）某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验，实验装置如图所示，图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器．实验测得小物体上宽度为d的挡光片通过A的挡光时间为t1，通过B的挡光时间为t2．重力加速度为g．为了证明小物体通过A、B时的机械能相等，还需要进行一些实验测量和列式证明．（1）下列必要的实验测量步骤是A．用天平测出运动小物体的质量mB．测出A、B两传感器之间的竖直距离hC．测出小物体释放时离传感器B的高度HD．用秒表测出运动小物体由传感器A到传感器B所用时间△t（2）若该同学用d和t1、t2的比值来反映小物体经过A、B光电门时的速度，并设想如果能满足关系式，即能证明在自由落体运动过程中小物体的机械能是守恒的．24．（2020秋•龙海市校级月考）某同学利用如图所示的实验装置测定重力加速度的大小，具体的操作和相应的数据记录如下：A．接通电磁铁的电源（图中未画出），让小铁球吸在电磁铁下端；B．断开电磁铁的电源，小铁球自由下落；C．用游标卡尺测出小铁球的直径为10.0mm；D．用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为82cm．（1）小铁球经过光电门时，计时装置记下小铁球经过光电门所用的时间为2.50×10﹣3s，由此可算出小铁球经过光电门的速度为m/s．（2）通过计算可得重力加速度的数值为m/s2．25．（2020•小店区校级模拟）用如图2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。下图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1所示。已知m1＝50g、m2＝150g，则（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）①在打点0～5过程中系统动能的增量△EK＝J，系统势能的减少量△EP＝J，②若某同学作出v2﹣h图象如图3，则当地的实际重力加速度g＝m/s2。26．（2020春•大武口区校级期末）“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法．（取g＝10m/S2）（1）用公式mv2＝mgh时，对纸带上起点的要求是初速度为，为达到此目的，所选择的纸带开始第一、二两点间距应接近．（2）若实验中所用重锤质量m＝1kg，打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重锤速度vB＝，重锤的动能EKB＝J，从开始下落起至B点，重锤的重力势能减少量是J，因此，在误差允许范围内，可得出的结论是正确的．27．（2020春•历下区校级期中）如图1所示是用重锤做自由落体运动来“验证机械能守恒定律”的实验装置．（1）为了减小实验误差，下列措施可行的是（填写代号）A．重锤选用体积较大且质量较小的B．重锤选用体积较小且质量较大的C．打点计时器应固定在竖直平面内D．应先放手让重锤拖着纸带运动，再通电让打点计时器工作（2）某同学选取了一条纸带进行测量研究．他舍去了这条纸带上前面比较密集的点，对后面间距较大的且相邻的六个点进行了如图2所示的测量．已知当地的重力加速度为g，使用的交变电源周期为T，则要验证机械能守恒的表达式为（用x1、x2、x3、T、g表示）．（3）某同学实验计算结果时发现重物重力势能的减少量△Ep略大于动能的增加量△Ek，本实验中引起误差的主要原因是．28．（2020•濉溪县二模）在“验证机械能守恒定律”的实验中，若重物质量为0.50kg，选择好的纸带如图所示，O、A之间有几个点未画出．已知相邻两点时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8m/s2．则打点计时器打下点B时，重物的速度vB＝m/s；从起点O到打下点B的过程中，重物重力势能的减少量△Ep＝J，动能的增加量△Ek＝J．（结果保留三位有效数字）29．（2019秋•滕州市校级月考）利用自由落体测重力加速度的实验中。（1）以下正确的是A．应当先释放重锤，再打开电源B．重锤选用密度较大的小铁锤，是为了减小空气阻力的影响C．实验时，应当手捏纸带上端，让重锤靠近打点计时器释放D．数据的处理可以建立﹣h图象，斜率就等于重力加速度的大小（2）该实验中应当使用计时器（填“电磁式”或“电火花式”），因为这种打点计时器工作时对纸带的阻力较小。两种打点计时器都是使用的电源（填“直流”或“交流”），其中本实验所用计时器需要的电源电压为V。30．（2019秋•杭州月考）小明同学想自己动手完成“验证机械能守恒定律”的实验，实验前他需要选择仪器：（1）对于实验仪器选择，下列说法中正确的是A．选重物时体积大一些的比小的好B．选重物时稍重一些的比轻的好C．实验时要用秒表计时，以便计算速度（2）完成实验后，小明用刻度尺测量纸带距离，如图乙，已知打点计时器每0.02s打一个点，则B点对应的速度vB＝m/s（结果保留三位有效数字）（3）若B点对应的速度为vB，H点对应的速度为vH，两点间的距离为hcm，重物质最为m，当地重力加速度为g，为得出实验结论完成实验，要比较mgh与的大小（用题中所给字母表示）四．实验题（共2小题）31．（2021•肥东县校级模拟）某同学利用气垫导轨装置验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨（导轨上有刻度尺）；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为m＝0.10kg，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为M＝0.20kg的重物相连，遮光片两条长边与导轨垂直。导轨安装一光电门P，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，P的位置可在导轨上移动。用l表示A点到支撑点的距离，h表示B与A的高度差，遮光片的宽度d＝1.00cm，s表示光电门P到A的距离，将遮光片通过光电门的平均速度视为滑块通过时的瞬时速度，用g表示重力加速度。完成下列填空。（1）若将滑块自A点由静止释放，重物下落，则在滑块从A运动至光电门的过程中，系统减少的重力势能为，若在实验误差允许的范围内，满足，即可验证机械能守恒定律。（用题中字母来表示）（2）多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）上滑，测量相应的s与t值，作出﹣s图像如图2所示，则当地的实际重力加速度（h＝0.20m，l＝1.00，计算结果保留两位小数）32．（2021•眉山模拟）某实验小组用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。气垫导轨上A处安装了一个光电门，固定有遮光条的滑块用跨过导轨左端定滑轮的细线与钩码相连。滑块每次都从同一位置释放，释放时遮光条位于导轨上B处的正上方。（1）关于实验的要求，下列说法正确的是和。（填选项序号字母）A.气垫导轨不需要调至水平B.细线必须与气垫导轨平行C.滑块必须由静止释放D.滑块的质量必须远大于钩码的质量（2）该小组严格遵循实验要求进行实验。他们先测出遮光条的宽度d，滑块的质量M，钩码的质量m，A、B间的距离L，查得当地的重力加速度值g；然后接通气源，滑块释放，用数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t；①在他们的实验中，滑块运动到A处的速度大小为（用直接测量的物理量符号表示）。②他们需要验证的关系是：钩码减小的重力势能mgL与（用直接测量的物理量符号表示）在实验误差允许的范围内是否相等。实验：验证机械能守恒定律知识点：实验：验证机械能守恒定律一、实验思路机械能守恒的前提是“只有重力或弹力做功”，因此研究过程一定要满足这一条件.本节实验我们以只有重力做功的过程进行研究.二、物理量的测量及数据分析只有重力做功时，只发生重力势能和动能的转化.(1)要验证的表达式：eq\f(1,2)mv22＋mgh2＝eq\f(1,2)mv12＋mgh1或：eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12＝mgh1－mgh2.(2)所需测量的物理量：物体所处两位置之间的高度差，及物体的运动速度.三、参考案例案例1研究自由下落物体的机械能1.实验器材铁架台(带铁夹)、打点计时器、重物(带夹子)、纸带、复写纸(或墨粉盘)、导线、毫米刻度尺、交流电源.2.实验步骤(1)安装电源连接好.图(2)打纸带：在纸带的一端把重物用夹子固定好，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近.先接通电源后释放纸带，让重物拉着纸带自由下落.重复几次，得到3～5条打好点的纸带.(3)选纸带并测量：选择一条点迹清晰的纸带，确定要研究的开始和结束的位置，测量两位置之间的距离Δh及两位置时的速度，代入表达式进行验证.3.数据处理(1)计算各点对应的瞬时速度：如图乙所示，根据公式vn＝eq\f(hn＋1－hn－1,2T)，计算出某一点的瞬时速度vn.(2)机械能守恒定律的验证方法一：利用起始点和第n点.选择开始的两点间距接近2mm的一条纸带，打的第一个点为起始点，如果在实验误差允许范围内mghn＝eq\f(1,2)mvn2，则机械能守恒定律得到验证.方法二：任取两点A、B.如果在实验误差允许范围内mghAB＝eq\f(1,2)mvB2－eq\f(1,2)mvA2，则机械守恒定律得到验证.方法三：图像法(如图所示).图若在实验误差允许范围内图线是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律.4.误差分析本实验的误差主要是由纸带测量产生的偶然误差以及重物和纸带运动中的空气阻力及打点计时器的摩擦阻力引起的系统误差.5.实验注意事项(1)打点计时器安装时，要使两限位孔的中线在同一竖直线上，以减小摩擦阻力.(2)应选用质量和密度较大的重物.增大密度可以减小体积，可使空气阻力的影响相对减小.(3)实验时，应先接通电源，让打点计时器正常工作后再松开纸带让重物下落.(4)本实验中的几种验证方法均不需要(填“需要”或“不需要”)测重物的质量m.(5)速度不能用v＝gt或v＝eq\r(2gh)计算，应根据纸带上测得的数据，利用vn＝eq\f(hn＋1－hn－1,2T)计算瞬时速度.案例2研究沿斜面下滑物体的机械能1.实验器材气垫导轨、数字计时器、带有遮光条的滑块.2.实验装置如图所示，把气垫导轨调成倾斜状态，滑块沿倾斜的气垫导轨下滑时，忽略空气阻力，重力势能减小，动能增大.图3.实验测量及数据处理(1)测量两光电门之间的高度差Δh；(2)滑块经过两光电门时遮光条遮光时间Δt1和Δt2，计算滑块经过两光电门时的瞬时速度.若遮光条的宽度为ΔL，则滑块经过两光电门时的速度分别为v1＝eq\f(ΔL,Δt1)，v2＝eq\f(ΔL,Δt2)；(3)若在实验误差允许范围内满足mgΔh＝eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12，则验证了机械能守恒定律.4.误差分析两光电门之间的距离稍大一些，可以减小误差；遮光条的宽度越小，误差越小.例题精练1．（2020秋•秦淮区校级月考）如图是“验证机械能守恒定律”的装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，滑块上固定一竖直遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连，细线与导轨平行。在调整气垫导轨水平时，滑块不挂钩码和细线，接通气源后，给滑块一个初速度，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间。为使气垫导轨水平，可采取的措施是（）A．调节P使轨道左端升高一些 B．调节P使轨道左端降低一些 C．遮光条的宽度应适当大一些 D．滑块的质量增大一些2．（2019春•青羊区期末）下列关于实验相关操作的说法正确的有（）A．某同学在做《探究动能定理》的实验时认为，因要测量的是橡皮筋对小车做功后的动能大小，所以要先释放小车，后接通电源 B．在“利用斜槽上滚下的小球探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球每次都必须从斜槽上同一位置由静止滑下 C．在利用图所示装置“验证机械能守恒定律”实验时，可以利用公式来求瞬时速度 D．在利用图所示装置“验证机械能守恒定律”实验时，发现动能增加量△Ek总是小于重力势能减少量△EP减，若增加下落高度，则△EP减﹣△Ek会增大随堂练习1．（2018春•巢湖市校级期末）在利用重物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．重物下落的实际高度大于测量值 B．重物下落的实际高度小于测量值 C．重物实际末速度v大于gt（g为重力加速度，t为下落时间） D．重物实际末速度v小于gt2．（2018春•巢湖市校级期末）在“验证机械能守恒定律”的实验中，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，这样会导致实验结果（）A．mgh＞ B．mgh＜ C．mgh＝ D．以上均有可能综合练习一．选择题（共10小题）1．（2020春•盐城期末）在利用“自由落体运动验证机械能守恒定律”的实验中，下列操作对减小实验误差有利的是（）A．精确测量出重物的质量 B．选择体积大、质量小的重物 C．两限位孔在同一竖直平面内上下对正 D．用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物2．（2019•湖南学业考试）某同学用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验，下列说法正确的是（）A．应先释放纸带，再接通电源 B．必须测量重物的质量 C．电磁打点计时器使用的是直流电源 D．实验时，因存在阻力，所以重物减少的重力势能略大于增加的动能3．（2019•嘉兴模拟）在“验证机械能守恒定律的实验中，实验装置如图1所示．某同学使重锤自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，该同学选取一条纸带如图2所示纸带上O点对应的速度为零，为了验证OF段机械能守恒，计算F点速度vF时，下列方法正确的是（）A．测量OF的间距xOF，再利用运动学公式vF＝计算 B．测量OF的间距xOF，再利用功能关系mgxOF＝计算 C．已知O点到F点的时间tOF＝0.12s，再利用公式vF＝gtOF计算 D．已知E点到G点时间tEG＝0.04s，测量EG的间距xEG，再利用公式vF＝计算4．（2018春•寻甸县校级期末）在《验证机械能守恒定律》的实验中，下列说法正确的是（）A．先释放纸带，后接通电源 B．用天平测量重物质量，用秒表测量重物下落时间 C．打点计时器必须使用交流电源，竖直安装，使两限位孔在同一竖直线上 D．重物动能的增加量一定大于重力势能的减小量5．（2018•南通模拟）用图示装置验证机械能守恒定律，由于电火花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的阻力，这样实验造成的结果是（）A．重力势能的减小量明显大于动能的增加量 B．重力势能的减小量明显小于动能的增加量 C．重力势能的减小量等于动能的增加量 D．以上几种情况都有可能6．某同学为验证机械能守恒定律设计了如图所示的实验：一钢球通过轻绳系在O点，由水平位置静止释放，用光电门测出小球经过某位置时的挡光时间△t，用刻度尺测出该位置与O点的高度差h。（已知重力加速度为g）为了完成实验还需测量的物理量有（）A．绳长l B．小球的质量m C．小球的直径d D．小球下落至光电门处的时间t7．（2021春•赫山区校级月考）某同学用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律“实验。下列说法正确的是（）A．打点计时器使用的是交流电源 B．完成该实验需要秒表 C．实验时应先释放纸带，再接通电源 D．实验时必需测量物体的质量8．（2019•扬州学业考试）如图所示为小明做“验证机械能守恒定律”实验的装置图。实验中，为减小空气阻力对实验的影响，下列操作可行的是（）A．选用密度大、体积小的重物 B．打点计时器两限位孔在同一竖直线上 C．释放前手应提纸带上端并使纸带竖直 D．重物下落过程中手始终提住纸带的上端9．（2019秋•漾濞县月考）用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，下列物理量中不需要测量或计算的有（）A．下落高度 B．瞬时速度 C．重物质量 D．时间10．（2019•西湖区校级模拟）下面是一中学生设想的在空间站中进行的部分实验，可行的是（）A．用悬挂钩码法探究弹簧弹力和伸长量的关系 B．用弹簧测力计验证力的平行四边形定则 C．研究平抛物体的运动 D．利用自由落体运动验证机械能守恒定律二．多选题（共15小题）11．（2020春•和平区校级期末）在验证机械能守恒定律的实验中，要验证的是重锤重力势能的减少量等于它的动能的增加，以下步骤中仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有（）A．把打点计时器固定在铁架台上，并用导线把它和低压直流电源连接起来 B．把纸带的一端固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度 C．接通电源，释放纸带 D．用秒表测出重锤下落的时间12．（2019•河北学业考试）某小组利用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验，得到了如图乙所示的一条纸带。图乙中O点是打出的第一个点，E、F是依次打出的点，OE间的距离为x1，DF的距离为x2，已知相邻两点间的时间间隔为T，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．打点计时器打下E点时，重物的速度大小为 B．打点计时器打E点时，重物的速度大小为 C．在误差允许范围内，若gx1＝，则重物下落过程中机械能守恒 D．在误差允许范围内，若gx1＝，则重物下落过程中机械能守恒13．（2019春•绥江县校级期末）在验证机械能守恒定律的实验中，对于自由下落的重物，下列说法正确的是（）A．只要足够重就可以 B．只要体积足够小就可以 C．既要足够重，又要体积非常小 D．应该密度大些，还应便于夹紧纸带，使纸带随同重物运动时不致被扭曲14．（2018秋•郫都区校级月考）下列关于实验相关操作的说法正确的有（）A．某同学在做《探究动能定理》的实验时认为，因要测量的是橡皮筋对小车做功后的动能大小，所以要先释放小车，后接通电源 B．在“利用斜槽上滚下的小球探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球每次都必须从斜槽上同一位置由静止滑下 C．在利用图所示装置“验证机械能守恒定律”实验时，可以利用公式v＝来求瞬时速度 D．在利用图所示装置“验证机械能守恒定律”实验时，发现动能增加量△Ek总是小于重力势能减少量△Ep减，若增加下落高度则△Ep减﹣△Ek会增大15．（2018•嘉兴模拟）如图实验器材中，能用于“探究小车速度随时间变化的规律”、“探究加速度与力、质量的关系”、“探究做功与物体速度变化的关系”、“验证机械能守恒定律”四个分组实验的是（）A． B． C． D．16．（2018春•上杭县校级月考）在验证机械能守恒定律的实验中，要验证的是重锤重力势能的减少等于它动能的增加，以下步骤中仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有（）A．用天平称出重锤的质量 B．把电火花计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来 C．把纸带的一端固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度 D．接通电源，释放纸带 E．用秒表测出重锤下落的时间17．（2018•广东学业考试）我们在用自由落体法来“验证机械能守恒定律”的实验中，应该（）A．选用秒表来计时 B．选用打点计时器计时 C．用交流电源给打点计时器供电 D．用直流电源给打点计时器供电18．（2017春•新津县校级月考）在验证“机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是（）A．重锤的重力应远远大于重物所受的空气阻力和纸带所受打点计时器的阻力 B．实验时应放开纸带，再接通电源 C．打点计时器应接在电压为4～6V的直流电源上 D．测下落高度时，须从起点算起，且选取的各点应距起始点适当远一些19．（2017春•龙泉驿区月考）在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法或做法正确的是（）A．应该选用质量大、密度大的重物 B．验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面 C．须用天平称重物的质量 D．物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v，不可以通过v＝计算20．（2017春•平坝县校级月考）在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法中正确的是（）A．要用天平称量重物质量 B．选用重物时，同样大小、形状的重物应选重一点的比较好 C．为保证重物下落的初速度为零，要选用第1、2两点距离小于或接近2mm的纸带 D．实验时，当松开纸带让重物下落的同时，立即接通电源 E．实验结果总是动能增加量略小于重力势能的减少量．21．（2020春•新华区校级期末）如图所示，某实验小组在实验室中利用水平气垫导轨和两光电门计时器A和B验证滑块M和钩码m组成的系统机械能守恒，已知遮光条的宽度为d，先后通过A、B光电门的时间分别为△t1、△t2，滑块运动通过光电门B时，钩码未落地。下列因素中可能增大实验误差的是（）A．气垫导轨未调水平 B．滑块质量M和钩码质量m不满足m≤M C．遮光条宽度太小 D．两光电门间距过小22．（2020春•湖州期末）在下列实验中，需要用到如图所示器材的实验有（）A．“探究弹簧的弹力与伸长量的关系” B．“探究加速度与力、质量的关系” C．“验证机械能守恒定律” D．“研究平抛运动”23．（2020春•茅箭区校级月考）在“用打点计时器验证重锤做自由落体运动的过程中机械能守恒”的实验中，以下说法正确的有（）A．必须用天平称出重锤的质量 B．重锤应该选质量大，体积小的金属材质，有利于减小误差 C．利用电磁打点计时器操作时，应先接通电源然后放开纸带 D．普通情况下做该实验时，由于阻力的影响，每次都得到mgh会略大于的，但在误差范围内还是可以证明重锤自由下落过程中机械能守恒24．（2019春•秦州区校级月考）在实验中，有几个注意的事项，下列正确的是（）A．为减小摩擦阻力，需要调整打点计时器的限位孔，应该与纸带在同一竖直线上 B．可以选用质量很大的物体，先用手托住，等计时器通电之后再释放 C．实验操作如果正确合理，得到的动能增加量应略大于重力势能的减少量 D．只有选第1、2两点之间的间隔约等于2mm的纸带才代表第1点的速度为025．（2018春•柳林县期末）对于利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是．（）A．本实验应选择体积较小、质量较大的重物，以便减小误差 B．本实验可以不测量重物的质量 C．必须先松开纸带后接通电源，以便减小误差 D．物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v，可以通过v＝计算三．填空题（共8小题）26．（2020春•金安区校级期末）在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点周期为0.02s，自由下落的重物质量为1kg，打出一条理想的纸带，数据如图所示，单位是cm，g取9.8m/s2，O、A之间有多个点没画出，打点计时器打下点B时，物体的速度vB＝m/s，从起点O到打下B点的过程中，重力势能的减少量△Ep＝J，此过程中物体动能的增量△Ek＝J．（答案保留两位有效数字）27．（2020春•莲都区校级期中）在验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g＝9.80m/s2，测得所用的重物的质量为1.00kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点．经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为63.0cm、70.0cm、78.0cm、85.0cm．根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于J，动能的增加量等于J（均取3位有效数字）．28．（2020春•峨山县校级期中）某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图所示，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重锤质量为1kg．①打点计时器打出B点时，重锤下落的速度vB＝m/s（结果保留四位有效数字），重锤的动能EkB＝J．（结果保留三位有效数字）②从开始下落算起