验证机械能守恒定律练习题
备战高考物理实验专题复习《验证机械能守恒定律》(解析版)
《验证机械能守恒定律》一、实验题1.利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示,水平桌面上固定一水平的气垫导轨,导轨上A点处有一滑块,其质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连。
调节细绳的长度使每次实验时滑块运动到B点处与劲度系数为k的弹簧接触时小球恰好落地,测出每次弹簧的压缩量x,如果在B 点的正上方安装一个速度传感器,用来测定滑块到达B点的速度,发现速度v与弹簧的压缩量x成正比,作出速度v随弹簧压缩量x变化的图象如图乙所示,测得图象的斜率。
在某次实验中,某同学没有开启速度传感器,但测出了A、B两点间的距离为L,弹簧的压缩量为,重力加速度用g表示,则:滑块从A处到达B处时,滑块和小球组成的系统动能增加量可表示为______,系统的重力势能减少量可表示为______,在误差允许的范围内,若则可认为系统的机械能守恒。
用题中字母表示在实验中,该同学测得,弹簧的劲度系数,并改变A、B间的距离L,作出的图象如图丙所示,则重力加速度______。
2.某实验小组进行“验证机械能守恒定律”的实验.甲同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,将电火花计时器固定在铁架台上,把纸带的下端固定在重锤上,纸带穿过电火花计时器,上端用纸带夹夹住,接通电源后释放纸带,纸带上打出一系列的点,所用电源的频率为,实验中该同学得到一条点迹清晰的纸带如图所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点.纸带连续的计时点A、B、C、D至第1个点O的距离如图所示,已知重锤的质量为,当地的重力加速度为,从起始点O到打下C点的过程中,重锤重力势能的减少量为______J,重锤动能的增加量为__________J,从以上数据可以得到的结论是__________结果保留3位有效数字.乙同学利用上述实验装置测定当地的重力加速度.他打出了一条纸带后,利用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所示的图线.由于图线明显偏离原点,若测量和计算都没有问题,在实验的操作上其原因可能是__________乙同学测出该图线的斜率为k,如果阻力不可忽略,则当地的重力加速度g__________选填“大于”、“等于”或“小于”.丙同学用如图所示的气垫导轨装置来验证机械能守恒定律,由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L,窄遮光板的宽度为d,窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为、,滑块在气垫导轨上运动时空气阻力不计,为验证机械能守恒定律,还需测量的物理量是,机械能守恒的表达式为3.某研究生学习小组为了研究“两小球碰撞过程中动能的损失率”即碰撞中系统动能的损失与系统碰撞前初动能的比值,设计了如图所示的装置进行如下的实验操作:Ⅰ先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将该木板竖直立于靠近槽口处,使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放,撞到木板并在木板上留下痕迹O;Ⅱ将木板向右平移适当的距离,再使小球a从原固定点由静止释放,撞在木板上得到痕迹B;Ⅲ然后把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端,让小球a仍从原固定位置由静止开始滚下与小球b相碰后,两球撞在木板上得到痕迹A和C:Ⅳ用天平测量a、b两小球的质量分别为、,用刻度尺测量纸上O点到A、B、C三点的距离分别为、和.本实验中所选用的两小球质量关系为________填“”、“”或“”;用本实验中所测得的量表示,其表达式为________________.4.用如图所示装置可验证机械能守恒定律,轻绳两端系着质量相等的物块A、B,物块B上放一金属片C,铁架台上固定一金属圆环,圆环处在物块B的正下方。
高中物理机械能守恒定律100题(带答案)
一、选择题1.有一质量m=2kg 的带电小球沿光滑绝缘的水平面只在电场力的作用下,以初速度v 0=2m/s 在x 0=7m 处开始向x 轴负方向运动。
电势能E P 随位置x 的变化关系如图所示,则小球的运动范围和最大速度分别为( )A. 运动范围x≥0B. 运动范围x≥1mC. 最大速度v m =2m/sD. 最大速度v m =3m/s 【答案】BC 【解析】试题分析:根据动能定理可得W 电=0−12mv 02=−4J ,故电势能增大4J ,因在开始时电势能为零,故电势能最大增大4J ,故运动范围在x≥1m ,故A 错误,B 正确;由图可知,电势能最大减小4J ,故动能最大增大4J ,根据动能定理可得W =12mv 2−12mv 02;解得v=2√2m/s ,故C 正确,D 错误;故选:BC 考点:动能定理;电势能.2.如图所示,竖直平面内光滑圆弧轨道半径为R ,等边三角形ABC 的边长为L ,顶点C 恰好位于圆周最低点,CD 是AB 边的中垂线.在A 、B 两顶点上放置一对等量异种电荷.现把质量为m 带电荷量为+Q 的小球由圆弧的最高点M 处静止释放,到最低点C 时速度为v 0.不计+Q 对原电场的影响,取无穷远处为零电势,静电力常量为k ,则( )A. 小球在圆弧轨道上运动过程机械能守恒B. C 点电势比D 点电势高C. M 点电势为(mv 02﹣2mgR )D. 小球对轨道最低点C 处的压力大小为mg+m +2k【答案】C 【解析】试题分析:此题属于电场力与重力场的复合场,根据机械能守恒和功能关系即可进行判断.解:A、小球在圆弧轨道上运动重力做功,电场力也做功,不满足机械能守恒适用条件,故A错误;B、CD处于AB两电荷的等势能面上,且两点的电势都为零,故B错误;C、M点的电势等于==,故C正确;D、小球对轨道最低点C处时,电场力为k,故对轨道的压力为mg+m+k,故D错误;故选:C【点评】此题的难度在于计算小球到最低点时的电场力的大小,难度不大.3.如图,平行板电容器两极板的间距为d,极板与水平面成45°角,上极板带正电。
高中物理第八章机械能守恒定律5实验:验证机械能守恒定律课后作业含解析
实验:验证机械能守恒定律限时:45分钟一、单项选择题1.利用如图所示装置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,其中最合理的是(D)A.用刻度尺测出物体下落高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度vB.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=错误!计算出瞬时速度C.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,并通过h=错误!计算出高度hD.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解析:选项A、B、C中用匀变速直线运动公式求v及h,这样得到的v、h不是实验直接测量数据,不能达到验证机械能守恒定律的目的.2.在“验证机械能守恒定律"的实验中,下列说法正确的是(D)A.实验中不需要天平和刻度尺B.实验时应先放开纸带,再接通电源C.打点计时器应接在电压为4~6 V的直流电源上D.测量下落高度时,选取的各点应距起始点适当远一些解析:实验中不需要测量物体的质量,因此不需要天平,但需要测量纸带上计数点之间的距离,因此需要刻度尺,选项A错误;实验时应先接通电源,后放开纸带,选项B错误;打点计时器应接在交流电源上,选项C错误;为减小偶然误差,选取的各点应距起始点适当远一些,选项D正确.3.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两点时重物的速度分别是v B、v C,测得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(B)A.gh=v2C-v2B B.gh=错误!v错误!-错误!v错误!C.v C=v B+gT D.v错误!+v错误!=2gh解析:从B运动到C的过程中,重力势能的减少量为ΔE p =mgh,动能的增加量为ΔE k=错误!mv错误!-错误!mv错误!,所以验证机械能守恒的表达式为mgh=错误!mv错误!-错误!mv错误!,即gh=错误! v2,C-错误!v错误!,选项B正确.4.在利用打点计时器和重物做“验证机械能守恒定律"的实验时,下列说法正确的是(C)A.重物的质量必须测出才能完成验证实验B.选取纸带时必须挑选第一、二两点间距离接近2 mm的纸带C.处理数据时可以避开纸带上初始时较密集的几点,选择后面合适的两点进行测算与验证D.利用图像法处理实验数据时,应在坐标系中画出v-h图像解析:由“验证机械能守恒定律”的实验原理及数据处理方法可知,选项C正确.5.在做“验证机械能守恒定律"的实验时,发现重物减少的重力势能总是略大于重物增加的动能,造成这种现象的原因是(C)A.选用的重物质量过大B.选用的重物质量过小C.空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力D.实验时操作不规范,实验数据测量不准确解析:造成题中所述误差的主要原因是来自于各方面的阻力,选项C正确.二、多项选择题6.在“验证机械能守恒定律”的实验中,有关重物的质量,下列说法中正确的是(AC)A.应选用质量较大的重物,使重物和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力B.应选用质量较小的重物,使重物的惯性小一些,下落时更接近于自由落体运动C.不需要称量重物的质量D.必须称量重物的质量,而且要估读到0.01 g解析:本实验的原理是利用重物自由下落验证机械能守恒定律,因此重物的质量应取得大一些,使重物和纸带所受的阻力与重物所受的重力相比可以忽略不计,从而保证重物和纸带做自由落体运动,选项A正确,B错误;重物下落过程中机械能守恒,设重物的质量为m,下落距离h时的速度为v,则有错误! mv2=mgh,故有v2=2gh,分别计算对应的v2和2gh,即可验证机械能守恒定律是否成立,不需要测量重物的质量,故选项C 正确,D错误.7.用自由落体运动“验证机械能守恒定律”,就是看12mv错误!是否等于mgh n,计数点的编号为0、1、2、…、n。
2020年高考物理备考:专题练习卷---实验:验证机械能守恒定律(解析版)
2020年高考物理备考:专题练习卷---实验:验证机械能守恒定律1.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 【答案】BD【解析】验证机械能守恒,即验证减少的重力势能是否等于增加的动能即mgh =12mv 2,其中质量可以约去,没必要测量重物质量,A 错误;当重物质量大一些时,空气阻力可以忽略,B 正确,C 错误;纸带先下落而后打点,此时,纸带上最初两点的点迹间隔较正常时略大,用此纸带进行数据处理,其结果是重物在打第一个点时就有了初动能,因此重物动能的增加量比重物重力势能的减少量大,D 正确。
2.利用图实所示装置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,其中正确的方案是( )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v =gt 计算出瞬时速度vB .用刻度尺测出物体下落的高度h ,并通过v =2gh 计算出瞬时速度vC .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 =v 22g计算得出高度hD .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 【答案】D【解析】利用g 求v 和h ,相当于利用机械能守恒验证机械能守恒,A 、B 、C 错误,D 正确。
3.在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m =1.00 kg 的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示。
O 为第一个点,A 、B 、C 为从合适位置开始选取连续点中的三个点。
高中物理必修二 7.9实验验证机械能守恒定律实验专题同步强化训练习题集
实验验证机械能守恒定律实验专题同步强化训练习题集【典题训练】1.利用重物竖直下落来验证机械能守恒定律的实验中。
(已知重力加速度为g)(1)除铁架台、夹子、低压交流电源、复写纸、纸带和重物外,还需要选用的器材有,其编号为____。
A.天平B.秒表C.毫米刻度尺D.重锤线E.电磁打点计时器(2)打点计时器的安装放置要求为;开始打点计时的时候,应先___ _,然后_______________。
(3)计算时对所选用的纸带要求是______________(4)实验中产生系统误差的原因是___________ ,使重物获得的动能往往_________。
为减小误差,悬挂在纸带下的重物应选择________ 。
(5)如果以v2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的v2-h图线是________ ___,该线的斜率等于_______________。
2.下面给出了“验证机械能守恒定律”实验的一些步骤,请选出需要的步骤按正确的步骤顺序排列。
A.用天平测出重物的质量B.将重物系在夹子上C.将纸带穿过打点计时器的两个限位孔,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D.把打点计时器接在电源上E.打点计时器固定在桌边的铁架台上,使打点计时器的底板竖直,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.接通电源,待计时器响声稳定后释放纸带,完成一次打点过程后,关闭电源H.在几条纸带中选出合适的一条纸带,第一、第二两点间的间距最接近2mm且点迹清晰的一条纸带I.更换纸带,重新进行几次实验J.进行计算,得出结论,完成实验报告K.切断电源,拆下导线,整理器材L.用刻度尺测量重物起始位置距地面的高度M.用秒表测量重物下落的时间以上步骤,合理的步骤顺序是。
3.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的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列点。
如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带,0为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)。
机械能守恒练习题
机械能守恒练习题一、选择题1. 机械能守恒的条件是()A. 物体只受重力作用B. 物体只受重力和弹簧弹力作用C. 物体只受重力和摩擦力作用D. 物体只受重力和电场力作用2. 在机械能守恒的情况下,下列哪个说法是正确的?()A. 物体的动能和势能之和不变B. 物体的动能和势能之和可以变化C. 物体的动能保持不变D. 物体的势能保持不变3. 一个物体从高处自由落下,不考虑空气阻力,其机械能()A. 增加B. 减少C. 保持不变D. 先增加后减少4. 一个物体在水平面上做匀速直线运动,其机械能()A. 增加B. 减少C. 保持不变D. 无法确定5. 一个物体在竖直方向上做匀速直线运动,其机械能()A. 增加B. 减少C. 保持不变D. 无法确定二、填空题6. 当物体只受重力作用时,其______能守恒。
7. 机械能守恒定律表明,在没有非保守力做功的情况下,物体的______能和______能之和保持不变。
8. 一个物体从静止开始自由下落,其动能逐渐______,而势能逐渐______。
9. 在机械能守恒的情况下,物体的总机械能等于______。
10. 机械能守恒定律适用于______系统。
三、简答题11. 解释为什么在没有摩擦力的情况下,一个物体在斜面上下滑时,其机械能守恒。
12. 描述一个实验来验证机械能守恒定律,并说明实验步骤和预期结果。
四、计算题13. 一个质量为2kg的物体从10米高处自由落下,忽略空气阻力。
求物体落地时的速度和动能。
五、论述题14. 论述机械能守恒定律在实际应用中的重要性,并给出两个不同领域的应用实例。
六、实验设计题15. 设计一个实验来探究在不同质量的物体从同一高度自由落下时,机械能守恒的情况。
描述实验步骤、所需器材及预期结果。
七、判断题16. 在机械能守恒的情况下,物体的势能转化为动能,但总机械能保持不变。
()17. 一个物体在竖直方向上做匀速直线运动时,其机械能不守恒。
机械能守恒定律练习题及答案
机机械械能能守守恒恒定定律律练练习习一、选择题1、以下说法正确的是A .只有物体所受合外力为零时动能才守恒B .若合外力对物体做功为零则物体机械能守恒C .物体所受合外力为零时动能必守恒D .物体除受重力,弹力外不受其它力,机械能才守恒2、下列哪些过程机械能守恒A .物体在竖直平面内做匀速圆周运动B .在倾角为θ的斜面上匀速下滑的物体C .铁球在水中下落D .用细线拴着小球在竖直平面内做圆周运动3、球m 用轻弹簧连接,由水平位置释放,在球摆至最低点的过程中A .m 的机械能守恒B.m的动能增加C.m的机械能减少D.m、弹簧、和地球构成的系统的机械能守恒4、重为100N长1米的不均匀铁棒平放在水平面上,某人将它一端缓慢竖起,需做功55J,将它另一端竖起,需做功A.45J B.55J C.60J D.65J5、下列说法正确的是A.摩擦力对物体做功,其机械能必减少B.外力对物体做功,其机械能必不守恒C.做变速运动的物体可能没有力对它做功D.物体速度增加时,其机械能可能减少6、如图,一小物块初速V1,开始由A点沿水平面滑至B点时速度为V2,若该物块仍以速度V1从A点沿两斜面滑动至B点时速度为V2ˊ,已知斜面和水平面与物块的动摩擦因数相同,则A。
V2>V2ˊB.V2<V2ˊC.V2=V2ˊD.沿水平面到B点时间与沿斜面到达B点时间相等7、右图M l>M2滑轮光滑轻质,阻力不计,M l离地高度为H在M l下降过程中A.M l的机械能增加B.M2的机械能增加C.M l和M2的总机械能增加D.M l和M2的总机械能守恒8、一个物体在运动过程中始终有加速度,则A.它的动能必有变化B.它的机械能必有变化C.它的动量必有变化D.一定受到恒力作用9、如图,光滑水平面上,子弹m水平射人木块后留在木块内现将子弹、弹簧、木块合在一起作为研究对象,则此系统从子弹开始射人木块到弹簧压缩到最短的整个过程中,系统A.动量守恒机械能不守恒B.动量不守恒机械能不守恒C.动量机械能均守恒D.动量不守恒机械能守恒10、如图,小球用细线悬挂在光滑静止的小车上,细线呈水平位置,现无初速释放小球,下摆过程中A.线的拉力对小球不做功B.合外力对小球不做功C.细线拉力对小车做正功D.小球和小车的总机械能、总动量均守恒二、填空题(每题4分,4×5=20)11、如图,小球m从斜面上高H处自由下滑,后进入半径为R的圆轨道,不计摩擦,则H为_____才能使球m能运动到轨道顶端12、如图,均匀链条长为L,水平面光滑,L/2垂在桌面下,将链条由静止释放,则链条全部滑离桌面时速度为______。
高考实验专题:验证机械能守恒定律
2020高考实验专题:验证机械能守恒定律(含答案)1.(多选)在“验证机械能守恒定律”的实验中,有关重物的质量,下列说法正确的是( )A.选用质量较大的重物,使重物和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力B.应选用质量较小的重物,使重物的惯性小一些,下落时更接近于自由落体运动C.不需要称量重物的质量D.必须称量重物的质量,而且要估读到0.01 g答案AC1.如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。
现有的器材:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。
回答下列问题:(1)(多选)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有________。
(填选项字母)A.米尺B.秒表C.0~12 V的直流电源D.0~12 V的交流电源(2)实验中误差产生的原因有________________________________________________________________________(答出两个原因)。
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2.用图甲装置做“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________。
(填选项字母,下同)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(2)(多选)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)(3)实验中,先接通电源,再释放重物,得到图乙所示的一条纸带。
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h A、h B、h C。
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O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量ΔE p=________,动能变化量ΔE k=______________。
实验验证机械能守恒定律练习含答案
第七章 9 实验 验证机械能守恒定律❶(多选)[2018·福建上杭一中月考] 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量等于它动能的增加量,以下步骤中仅是实验中的一部分,在这些步骤中多余或错误的是 ( )A .用天平称出重锤的质量B .把电磁打点计时器固定在铁架台上,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❷在“验证机械能守恒定律”的实验中,由于打点计时器两个限位孔不在同一竖直线上,使纸带通过时受到较大阻力,产生的结果是 ( )A .mgh>12mv 2B .mgh<12mv 2C .mgh=12mv 2D .以上都有可能❸某位同学做“验证机械能守恒定律”的实验,下列操作步骤中错误的是( )A .把打点计时器固定在铁架台上,用导线连接到交流电源上B .将连有重物的纸带穿过限位孔,将纸带和重物提升到一定高度C .先释放纸带,再接通电源D .更换纸带,重复实验,根据记录处理数据❹[2018·北京丰台期中] 如图7-9-1甲所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带由静止开始自由下落,利用此装置可验证机械能守恒定律.图7-9-1(1)已准备的器材有:打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需要的器材有 (填选项前的字母). A .直流电源 B .交流电源C.天平及砝码D.刻度尺(2)在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器打点周期为0.02 s,自由下落的重物质量为1 kg,打出一条理想的纸带,数据如图乙所示,单位是cm,g取9.8 m/s2,O、A之间有多个点没画出,打点计时器打下点B时,重物的速度v B= m/s,从起点O到打下B点的过程中,重物重力势能的减少量ΔE p= J,此过程中重物动能的增加量ΔE k= J.(均保留两位有效数字)❺[2018·江西上饶一中期中]用如图7-9-2所示装置可验证机械能守恒定律,轻绳两端系着质量相等的物体A、B,物体B上放一金属片C,铁架台上固定一金属圆环,圆环处在物体B的正下方.系统静止时,金属片C与圆环间的高度差为h,由此释放,系统开始运动.当物体B穿过圆环时,金属片C被搁置在圆环上,两光电门固定在铁架台P1、P2处,通过电子计时器可测出物体B通过P1、P2这段距离的时间.图7-9-2(1)若测得P1、P2之间的距离为d,物体B通过这段距离的时间为t,则物体B刚穿过圆环时的速度v= .(2)若物体A、B的质量均用M表示,金属片C的质量用m表示,重力加速度为g,该实验中验证了等式成立,即可验证机械能守恒定律.(3)本实验中的测量仪器除刻度尺、光电门、电子计时器外,还需要.❻[2018·石家庄一中月考]小明同学利用如图7-9-3甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中红外线发射器、接收器可记录小球的挡光时间.小明同学进行了如下操作:图7-9-3(1)用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示,则小球的直径为mm.(2)该小球质量为m,直径为d.现使小球从红外线的正上方高度为h处自由下落,记录小球挡光时间t,已知重力加速度为g,则小球下落过程中动能增加量的表达式为ΔE k= ,重力势能减少量的表达式为ΔE p= .(用所给字母表示)(3)改变小球下落的高度h,多次重复实验,发现小球动能的增加量总是小于重力势能的减少量,你认为可能的原因是(至少写出一条).❼如图7-9-4所示,某实验小组在实验室中利用水平气垫导轨和两个光电门计时器A和B验证质量为M的滑块(含遮光条)和质量为m的钩码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Δt1、Δt2,光电门A、B之间的距离为s.滑块运动通过光电门B时,钩码未落地.(重力加速度为g)图7-9-4(1)实验中需要用到的器材有(填选项前的字母).A.天平B.刻度尺C.打点计时器D.秒表E.测力计(2)滑块先后通过A、B两个光电门时的瞬时速度的表达式为v1= ,v2= .(用题中给定字母表示)(3)验证本系统机械能守恒的原理表达式为(用已知量和能直接测量的量表示).(4)下列情况下可能增大实验误差的是(填选项前的字母).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≪MC.遮光条宽度太小D.两光电门间距过小❽某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系.(1)如图7-9-5甲所示,将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加砝码,测量相应的弹簧长度,部分数据如下表.由数据算得劲度系数k= N/m.(g取9.80 m/s2)砝码质量(g)50100150弹簧长度(cm)8.627.636.66(2)取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图乙所示;调整导轨,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小.(3)用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v.释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为.(4)重复(3)中的操作,得到v与x的关系如图丙所示.由图可知,v与x成关系.由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的成正比.甲乙丙图7-9-5❾[2017·哈尔滨六中期末]某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验时,提出了如图7-9-6所示的甲、乙两种方案:甲方案为用自由落体运动进行实验,乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验.图7-9-6(1)组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析,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是,理由是.(2)若该小组采用图甲的装置打出了一条纸带如图7-9-7所示,相邻两点之间的时间间隔为0.02 s,请根据纸带计算出B点对应的速度大小为m/s.(结果保留三位有效数字)图7-9-7图7-9-8(3)该小组内同学们根据纸带算出了相应点的速度,作出v2-h图线如图7-9-8所示,请根据图线计算出当地的重力加速度g= m/s2.(结果保留两位有效数字)9实验:验证机械能守恒定律1.AE[解析]在数据处理中,质量m可以约去,故质量不需要测量,只需验证gh=v 22即可,因此A是多余的;在本实验中由于采用了打点计时器,故不需要秒表,因此E是多余的.2.A[解析]减少的重力势能大部分转化为动能,少部分用来克服阻力做功,因此重力势能的减少量大于动能的增加量,A正确.3.C[解析]在使用打点计时器时,应先接通电源后释放纸带,C错误.4.(1)BD(2)0.980.490.48[解析] (1)打点计时器使用交流电源;实验中验证动能的增加量和重力势能的减少量是否相等,质量可以约去,不需要用天平测量质量;需要用刻度尺测量点迹的距离,从而求解瞬时速度和下降的高度.(2)打下B 点时重物的瞬时速度v B =x AC 2T=(7.06-3.14)×10-20.04 m/s =0.98 m/s ,则重物重力势能的减少量ΔE p =mgx OB =1×9.8×5.01×10-2J =0.49 J ,动能的增加量ΔE k =12m v B 2=12×1×0.982J =0.48 J .5.(1)d t (2)mgh=12(2M+m )v 2(3)天平[解析] (1)金属片C 被搁置在圆环上后,物体A 、B 将做匀速直线运动,故物体B 刚穿过圆环后的速度v=dt.(2)系统重力势能的减少量为mgh ,系统动能的增加量为12(2M+m )v 2,实验中验证了等式mgh=12(2M+m )v 2,即可验证机械能守恒定律.(3)实验中还需要通过天平测量A 、B 、C 的质量.6.(1)18.306(18.304~18.307均可) (2)12m (d t)2mgh (3)阻力做负功[解析] (1)螺旋测微器的固定刻度为18.0 mm ,可动刻度为30.6×0.01 mm =0.306 mm ,所以最终读数为18.0 mm +0.306 mm =18.306 mm .(2)已知挡光的时间,可以由平均速度表示经过红外线时的速度,所以v=dt ,则小球下落过程中动能增加量的表达式为ΔE k =12m (d t )2,重力势能减少量的表达式为ΔE p =mgh.(3)根据能量守恒定律分析,重力势能的减少量ΔE p 往往大于动能的增加量ΔE k 的原因是阻力做负功.7.(1)AB (2)dΔt 1d Δt 2(3)mgs=12(M +m )[(dΔt 2)2-(dΔt 1)2] (4)AD [解析] (1)对于钩码和滑块(含遮光条)组成的系统,有mgs=12(M +m )(v 22-v 12),需要用天平测量质量M 和m ,用刻度尺测量两个光电门之间的距离s ,所以实验中需要用到的器材有A 、B .(3)由mgs=12(M+m )v 22-12(M+m )v 12,其中v 1=d Δt 1,v 2=dΔt 2,可知验证本系统机械能守恒的原理表达式为mgs=12(M+m )[(dΔt 2)2-(dΔt 1)2].(4)气垫导轨未调水平、两光电门间距过小、遮光条宽度太大等都可能增大实验误差.8.(1)50 (2)相等 (3)滑块的动能 (4)正比 压缩量的二次方[解析] (1)根据F 1=m 1g=k Δx 1,F 2=m 2g=k Δx 2,有m 1g-m 2g=k Δx 1-k Δx 2,则k=0.490.009 9N/m =49.5 N/m ,同理可以求得k'=0.490.009 7 N/m =50.5 N/m ,则劲度系数为k =k+k'2=50 N/m .(2)滑块离开弹簧后做匀速直线运动,故滑块通过两个光电门时的速度相等.(3)在该过程中弹簧的弹性势能转化为滑块的动能.(4)图线是过原点的倾斜直线,所以v 与x 成正比;弹性势能转化为动能,即E 弹=12mv 2,即弹性势能与速度的二次方成正比,则弹性势能与弹簧的压缩量的二次方成正比.9.(1)甲 乙方案存在较大摩擦阻力 (2)1.37 (3)10[解析] (1)方案乙验证小车下滑过程减少的重力势能与增加的动能是否相等,因小车下滑过程受较大的摩擦力作用,实验误差较大,因此选用方案甲.(2)v B =x AC2T =(12.40-6.93)×10-2 m2×0.02s=1.37 m/s .(3)验证表达式为mgh=12mv 2,即v 2=2gh ,图像斜率k=4.0m 2/s 20.20m=20 m/s 2=2g ,则当地的重力加速度g=10 m/s 2.。
验证机械能守恒定律例题
验证机械能守恒定律例题一、在验证机械能守恒定律的实验中,使重物带动纸带下落,通过打点计时器记录运动情况。
关于该实验,以下说法正确的是:A. 实验时,应先释放重物,再接通电源B. 选用重物时,应选用质量较小且体积较大的物体C. 纸带上第一个点迹到起始点的距离,等于重物下落的高度D. 若纸带上某两点间的距离逐渐变小,则重物在该段运动过程中速度逐渐减小(答案:D)二、在验证机械能守恒定律的实验中,下列说法正确的是:A. 必须用天平称出重物的质量B. 选用重物时,应选用密度较大的物体C. 实验时,应先接通电源,再释放重物D. 实验时,应尽量减小重物下落的高度,以减小实验误差(答案:C)三、在验证机械能守恒定律的实验中,通过打点计时器记录的运动情况来分析。
关于该实验,以下说法错误的是:A. 实验时,应先接通电源,使打点计时器稳定工作后,再释放重物B. 选用重物时,应选用质量较大且体积较小的物体,以减小空气阻力的影响C. 实验时,应尽量增大重物下落的高度,以提高实验的准确性D. 实验中,可以通过测量重物下落的时间和距离,直接验证机械能是否守恒(答案:D)四、在验证机械能守恒定律的实验中,关于误差的分析,以下说法正确的是:A. 重物质量的测量误差,对实验结果的准确性没有影响B. 实验时,应先释放重物,再接通电源,这样也可以得到准确的实验结果C. 纸带上起始点迹模糊,可以通过选取清晰的点迹作为起始点,来减小实验误差D. 重物下落过程中受到空气阻力的影响,是实验误差的主要来源之一(答案:D)五、在验证机械能守恒定律的实验中,通过打点计时器和纸带记录运动情况。
关于该实验,以下说法正确的是:A. 实验时,纸带上的点迹越密集,说明重物下落的速度越大B. 选用重物时,应选用密度较小且体积较大的物体C. 实验时,应先接通电源,使打点计时器开始工作,再释放重物D. 若纸带上某两点间的距离相等,则重物在该段运动过程中速度保持不变(答案:C)六、在验证机械能守恒定律的实验中,关于实验原理和方法,以下说法正确的是:A. 实验原理是验证重物下落过程中,重力势能的减少量是否等于动能的增加量B. 选用重物时,应选用质量较小且体积也较小的物体C. 实验时,应先释放重物,使重物带动纸带下落,再接通电源D. 实验中,可以通过测量重物下落的高度和速度,直接计算出重力势能和动能的数值(答案:A)七、在验证机械能守恒定律的实验中,通过打点计时器和纸带记录的运动情况来分析。
机械能守恒定律基础练习(计算题,带答案)
机械能守恒定律基础练习1
1. 气球以10m/S的速度匀速上升,当它上升到离地15m的高空时,从气球上掉下一个物体,若不计空气阻力,求物体落地的速度是多少?
2.质量为50㎏的跳水运动员,从1m的跳板上向上跳起,最后以⒐8m/S的速度入水,不计空气阻力,取g=9.8m/S2,求
(1)跳板对运动员做的功是多少?
(2)运动员在空中的最大高度离跳板多高?
3.如图所示,用长为L的细线将质量为m的小球悬于O点,现将小球拉到细线偏离竖直方向 角的位置,由静止释放,求小球摆到最低点时绳子拉力的大小。
4.如图所示,一匀质直杆AB长为2r.从图示位置由静止沿光滑面ABD滑动,AB是半径为r的四分之一圆弧,BD为水平面,求直杆全部滑到BD时的速度大小.
A
O
B D
5.如图所示,轻质弹簧的一端与墙相连,质量为2kg的滑块以5m/s的初速度沿光滑平面运动并压缩弹簧,求:
(1)弹簧在被压缩过程中最大弹性势能.
(2)当木块的速度减为2 m/s时,弹簧具有的弹性势能.
v0
6.如图所示,质量为m的物体,以某一初速度从A点向下沿光滑的轨道运动,不计空气阻力,若物体通过轨道最低点B时的速度为3gR,求:
(1)物体在A点时的速度大小;
(2)物体离开C点后还能上升多高.
7. 如图所示,一小球从倾角为30°的固定斜面上的A点水平抛出,初动能为6J,问球落到斜面上的B点时动能有多大?
答案:1、20m/s 2、(1)1911J (2)3.9m 3、mg(3-2cosθ) 4、
5、(1)25J (2)21J
6、(1)(2)3.5R
7、14J。
验证机械能守恒定律实验(吐血整理经典题)
实验:验证机械能守恒定律1.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不会影响实验2.用如图所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.重力势能的减少量明显大于动能的增加量B.重力势能的减少量明显小于动能的增加量C.重力势能的减少量等于动能的增加量D.以上几种情况都有可能3.有4条用打点计时器(所用交流电频率为50 Hz)打出的纸带A、B、C、D,其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。
为找出该纸带,某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点,用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为s1、s2、s3。
请你根据下列s1、s2、s3的测量结果确定该纸带为(已知当地的重力加速度为9.791 m/s2) ()A.61.0 mm65.8 mm70.7 mmB.41.2 mm45.1 mm53. 0mmC.49.6 mm53.5 mm57.3 mmD.60.5 mm61.0 mm60.6 mm4.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.有关尺寸在图中已注明.我们选中n点来验证机械能守恒定律.下面举一些计算n点速度的方法,其中正确的是( )A.n点是第n个点,则v n=gnTB.n点是第n个点,则v n=g(n-1)TC.v n=sn+s n+12TD.v n=hn+1-h n-12T5.某研究性学习小组在做“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50 Hz,查得当地的重力加速度g=9.80 m/s2。
测得所用重物的质量为1.00 kg。
(1)下面叙述中正确的是________。
A.应该用天平称出重物的质量B.可选用点迹清晰,第一、二两点间的距离接近2 mm的纸带来处理数据C.操作时应先松开纸带再通电D.打点计时器应接在电压为4~6 V的交流电源上(2)实验中甲、乙、丙三学生分别用同一装置得到三条点迹清晰的纸带,量出各纸带上第一、二两点间的距离分别为0.18 cm、0.19 cm、0.25 cm,则可肯定________同学在操作上有错误,错误是________。
人教版高中物理必修二实验验证机械能守恒定律练习题
17.9 实验:验证机械能守恒定律一 夯实基础1.在“验证机械能守恒定律”实验中,纸带将被释放瞬间的四种情况如照片所示,其中最合适的是( )2.用图所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()2A .重力势能的减少量明显大于动能的增加量B .重力势能的减少量明显小于动能的增加量C .重力势能的减少量等于动能的增加量D .以上几种情况都有可能3.在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列物理量中需要直接测量的是( )A .重物的质量B .重力加速度C .重物下落的高度D .重物下落某一高度所对应的瞬时速度4.(多选)如图所示是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带,有关尺寸在图中已注明。
我们选中n 点来验证机械能守恒定律,下面举出一些计算n 点速度的方法,其中正确的是()3A .v n =gnTB .v n =g (n -1)TC .v n =s n +s n +12TD .v n =h n +1-h n -12T5.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,纸带上留下的是最后面的一些点。
算出打下B 、C 两点时重物的速度分别是v B 、v C ,测得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 =v 2C -v 2B B .gh =12v 2C -12v 2B C .v C =v B +gT D .v 2B +v 2C =2gh6.(多选)在“验证机械能守恒定律”的实验中,有关重物的质量,下列说法正确的是()4A .应选用质量较大的重物,使重物和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力B .应选用质量较小的重物,使重物的惯性小一些,下落时更接近于自由落体运动C .不需要称量重物的质量D .必须称量重物的质量,而且要估读到0.01 g7.用落体法验证机械能守恒定律的实验中得到如图所示纸带。
机械能守恒定律习题及答案
机械能守恒定律习题及答案【篇一:《机械能守恒定律》各节练习题(精华版)(含答案)】>一、选择题1.如图5-19-1所示,两个互相垂直的力f1和f2作用在同一物体上,使物体运动,物体发生一段位移后,力f1对物体做功为4j,力f2对物体做功为3j,则力f1与f2的合力对物体做功为( ) a.7j b.5j c.3.5j d.1j 2.一个力对物体做了负功,则说明( ) 图5-19-1a.这个力一定阻碍物体的运动b.这个力不一定阻碍物体的运动3.关于摩擦力对物体做功,以下说法中正确的是( )a.滑动摩擦力总是做负功b.滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功C.静摩擦力对物体一定做负功d.静摩擦力对物体总是做正功4.下列说法中正确的是( )a.功是矢量,正、负表示方向b.功是标量,正、负表示外力对物体做功,还是物体克服外力做功 c.力对物体做正功还是做负功,取决于力和位移的方向关系d.力做功总是在某过程中完成的,所以功是一个过程量5.如图5-19-2所示,一物体分别沿ao,bo轨道由静止滑到底端,物体与轨道间的动摩擦因数相同,物体克服摩擦力做功分别为w1,和w2,则( )a.w1w2 b.wl=w2c.w1w2 d.无法比较6.关于作用力与反作用力做功的关系,下列说法中正确的是( ) 图5-19-2a.当作用力做正功时,反作用力一定做负功b.当作用力不做功时,反作用力也不做功c.作用力与反作用力所做的功一定是大小相等、正负相反的d.作用力做正功时,反作用力也可以做正功二、填空7.______和______是做功的两个不可缺少的因素.8.如图5-19-3所示,用300n拉力f在水平面上拉车行走50m.已知拉力和水三、计算、说理题9.一人用100n的力从深4m的水井中匀速向上提水,然后提着水在水平地面上行走了12m,再匀速走到6 m深的地下室,则此人对水桶的力所做的功为多少?图5-19-43.功率一、选择题1.关于功率的概念,下列说法中正确的是(a.功率是描述力对物体做功多少的物理量b.由p?) w可知,功率与时间成反比 tc.由p=fv可知:只要f不为零,v也不为零,那么功率p就一定不为零d.某个力对物体做功越快,它的功率就一定大2.关于汽车在水平路上运动,下列说法中正确的是( )a.汽车启动后以额定功率行驶,在速率达到最大以前,加速度是在不断增大的b.汽车启动后以额定功率行驶,在速度达到最大以前,牵引力应是不断减小的c.汽车以最大速度行驶后,若要减小速度,可减小牵引力功率行驶d.汽车以最大速度行驶后,若再减小牵引力,速率一定减小3.下面关于功率的说法正确的是()a.做功多的物体,功率一定大b.功率大的汽车做功一定快c.-10kw小于8kwd.-10kw大于8kw4.设河水阻力跟船的速度平方成正比,若船匀速运动的速度变为原来的2倍,则船的功率变为原来的()倍 b. 2倍 c.4倍 d.8倍5.质量为m的物体从静止开始做加速度为a的匀加速直线运动,在运动时间为t的过程中,合外力对它做功的平均功率为( )a.matb.212ma2t matc.2ma2td.226.汽车上坡时,必须换挡,其目的是( )a.减小速度,得到较小的牵引力b.增大速度,得到较小的牵引力c.减小速度,得到较大的牵引力d.增大速度,得到较大的牵引力二、填空7.用与斜面平行的10n的拉力沿斜面把一个物体从斜面底端拉到顶端需时间2.5s,已知斜面长3.0m,物体在斜面顶端时的速度为2.0m/s,在这过程中拉力的平均功率为______w,在斜面顶端的瞬时功率为______w.8.一个质量为5kg的物体从45m高的楼上自由下落至地面,则这一过程中重力的平均功率为: ,落地时重力的瞬时功率为:.三、计算题9.质量m=3kg的物体,在水平拉力f=6n的拉力作用下,在光滑的水平面上从静止开始运动,运动时间t=3s,求:(1)力f在3s内对物体所做的功(2)力f在3s内对物体所做的功的平均功率(3)3s末力f对物体所做的功的瞬时功率(1)滑块从a到b的过程中重力的平均功率.(2)滑块滑到b点时重力的瞬时功率.图5-20-111. 跳绳是一种健身运动.设某运动员的质量是50kg,他1min跳绳180次,假定在每次跳跃中,脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的的平均功率是多大?2,则该运动员跳绳时,克服重力做功54.重力势能一、选择题1.关于重力势能,下列说法中正确的是( )a.重力势能的大小只由重物本身决定b.重力势能恒大于零c.在地面上的物体具有的重力势能一定等于零d.重力势能实际上是物体和地球所共有的2.关于重力势能与重力做功,下列说法中正确的是( )a.物体克服重力做的功等于重力势能的增加b.在同一高度,将物体以初速v0向不同的方向抛出,从抛出到落地过程中,重力做的功相等,物体所减少的重力势能一定相等c.重力势能等于零的物体,不可能对别的物体做功d.用手托住一个物体匀速上举时,手的支持力做的功等于克服重力的功与物体所增加的重力势能之和.3.关于重力势能的几种理解,正确的是( )a.重力对物体做正功时.物体的重力势能减小b.放在地面上的物体,它的重力势能一定等于零c.在不同高度将某一物体抛出.落地时重力势能相等d.相对不同的参考平面,物体具有不同数值的重力势能,但并不影响有关重力势能问题4.将一个物体由a移至b,重力做功( )a.与运动过程中是否存在阻力有关b.与物体沿直线或曲线运动有关c.与物体是做加速、减速或匀速运动有关d.与物体初、末位置高度差有关5.一实心铁球和一实心木球质量相等,将它们放在同一水平面上,下列说法正确的是()a.铁球的重力势能大于木球重力势能b.铁球的重力势能等于木球重力势能c.铁球的重力势能小于木球重力势能d.上述三种情况都有可能二、填空题6.一质量为1kg的物体,位于离地面高1.5m处,比天花板低2.5m.以地面为零势能位置时,物体的重力势能等于__ j;以天花板为零势能位置时,物体的重力势能等于____j(g取10m2/s)7.甲、乙两物体,质量大小关系为m甲=5m乙,从很高的同一高度处自由下落2s,重力做功之比为_____,对地面而言的重力势能之比为_____.三、计算题5.探究弹性势能的表达式图5-21-16.探究功与物体速度变化的关系一、选择题1.关于弹性势能,下列说法正确的是( )a.发生弹性形变的物体都具有弹性势能b.只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能c.弹性势能可以与其他形式的能相互转化d.弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳2.下列说法中正确的是( )a.当弹簧变长时,它的弹性势能一定增大b.当弹簧变短时,它的弹性势能一定变小c.在拉伸长度相同时,劲度系数越大的弹簧,它的弹性势能越大d.弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能3.在探究弹簧的弹性势能的表达式时,下面的猜想有一定道理的是( )a.重力势能与物体离地面的高度有关,弹性势能与弹簧的伸长量有关;重力势能与重力的大小有关,弹性势能可能与弹力的大小有关,而弹力的小又与弹簧的劲度系数是有关.因此2弹性势能可能与弹簧的劲度系数愚和弹簧的伸长量的二次方x有关23 b.a选项中的猜想有一定道理,但不应该与x有关,而应该是与x有关c.a选项中的猜想有一定道理,但应该是与弹簧伸长量的一次方即x有关.d.上面三个猜想都没有可能性.4.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5.如图5-22-1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( )①纸带的左端是与小车相连的②纸带的右端是与小车相连的图5-22-1③利用e、f、g、h、i、j这些点之间的距离来确定小车的速度④利用a、b、c、d、e这些点之间的距离来确定小车的速度a.①③ b.②④ c.①④ d、②③6.如图5-22-2所示,一个物体以速度冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧,弹簧被压缩,在此过程中下列说法正确的是() a.物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比b.物体向墙壁运动相同的位移,弹力所做的功不相等c.弹力做正功,弹簧的弹性势能减小图5-22-2 d.弹力做负功,弹簧的弹性势能增加7.动能和动能定理一、选择题1.关于对动能的理解,下列说法正确的是( )a.动能是机械能的一种表现形式,凡是运动的物体都具有动能b.动能总为正值c.一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化;但速度变化时,动能不一定变化d.动能不变的物体,一定处于平衡状态2.关于运动物体所受的合力、合力的功、运动物体动能的变化,下列说法正确的是( )a.运动物体所受的合力不为零,合力必做功,则物体的动能一定要变化【篇二:机械能守恒定律练习题及其答案】t>姓名:分数:专项练习题第一类问题:双物体系统的机械能守恒问题物体质量处,轻,b,现将板抽走,a将拉动b上升,设a与地面碰后不反弹,b上升过程)中不会碰到定滑轮,问:b物体在上升过程中离地的最大高度为多大?(取(例1)(例2)例2. 如图所示,质量分别为2m、m的两个物体a、b可视为质点,用轻质细线连接跨过光滑圆柱体,b着地a恰好与圆心等高,若无初速度地释放,则b上升的最大高度为多少?第二类问题:单一物体的机械能守恒问题例3. (2005年北京卷)是竖直平面内的四分之一圆弧形轨道,在下端b点与水平直轨道相切,如图所示,一小球自a点起由静止开始沿轨道下滑,已知圆轨道半径为r,小球的质量为m,不计各处摩擦,求:(1)小球运动到b点时的动能;(2)小球下滑到距水平轨道的高度为r时速度的大小和方向;(3)小球经过圆弧形轨道的b点和水平轨道的c点时,所受轨道支持力各是多大。
机械能守恒定律习题(含答案)
第六节机械能守恒定律1、如下图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在将弹簧压缩到最短的整个过程中,下列关于能量的叙述中正确的是()(A)重力势能和动能之和总保持不变(B)重力势能和弹性势能之和总保持不变(C)动能和弹性势能之和总保持不变(D)重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变2、在利用电磁打点计时器验证自由下落过程中机械能守恒的实验中,电磁打点计时器是用来测量____的仪器,某学生在实验时打出的纸带如图所示,其中O为重锤由静止下落时打下的第一个点,A、B、C、D为选出的计数点,每相邻两点间都有一个点未画出,用刻度尺测得各点到O点的距离都标在纸带上,实验所在地重力加速度g=9.8m/s2,根据数据计算:打下C 点时重锤的速度大小v= (填计算式)=(填数值)。
重锤从O由静止下落到打C点时的动能增加为mJ,重力势能的减力量为mJ.3、(1)用落体法验证机械能守恒定律,下面哪些测量工具是必需的?( )(A)天平(B)弹簧秤(C)刻度尺(D)秒表(2)图是实验中得到的一条纸带。
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,测得所用重物的质量为1.00kg,纸带上第0、1两点间距离接近2mm,A、B、C、D是连续打出的四个点,它们到O点的距离如图所示,则由图中数据可知,重物由O点运动到C点,重力势能的减少量小于________J,动能的增加量等于________J(取三位有效数字)。
动能增量小于重力势能的减少量的原因主要是_________________________________________________________________________________________4、在验证机械能守恒定律的实验中,得到一条打了点的纸带,如图(甲)所示,点a为释放纸带前打的点,b、c、d 为连续的三点,由此能否验证机械能守恒定律?若得到一条纸带如图(乙)所示,a仍为释放纸带前打的点,c、d为连续的两点。
机械能守恒定律及其应用习题
机械能守恒定律及其应用习题1.关于物体的机械能是否守恒的叙述,下列说法中正确的是 ( )A .做匀速直线运动的物体,机械能一定守恒B .做匀变速直线运动的物体,机械能一定守恒C .外力对物体所做的功等于零时,机械能一定守恒D .物体若只有重力做功,机械能一定守恒2. 下列说法中,正确的是 ( )A .物体克服重力做功,物体的重力势能一定增加,机械能可能不变B .物体克服重力做功,物体的重力势能一定增加,机械能一定增加C .重力对物体做正功,物体的重力势能一定减小,动能可能不变D .重力对物体做正功,物体的重力势能一定减小,动能一定增加3.如图,质量相同的球先后沿光滑的倾角分别为θ=30°,60°斜面下滑,达到最低点时,重力做功的瞬时功率是否相等?全过程重力做功的平均功率是否相等?(设初始高度相同)4.质量均为m的甲、乙、丙三个小球,在离地面高为h 处以相同的动能在竖直平面内分别做平抛、竖直下抛、沿光滑斜面下滑,则( )A .三者到达地面时的速率相同B .三者到达地面时的动能相同C .三者到达地面时的机械能相同D .以上说法都不正确5.下列实例(均不计空气阻力)中的运动物体,机械能守恒的应是 ( )A .被起重机吊起的货物正在加速上升B .物体水平抛出去C .物体沿粗糙斜面匀速下滑D .一个轻质弹簧上端固定,下端系一重物,重物沿竖直方向做上下振动6.一个人把重物加速上举到某一高度,下列说法正确的是 ( )A .物体所受的合外力对它所做的功等于物体机械能的增量B .物体所受合外力对它所做的功等于物体的动能的增量C .人对物体所做的功和重力对物体所做的功的代数和等于物体机械能的增量D .克服重力所做的功等于物体的重力势能的增量7.从离地高为H 的阳台上以速度v 竖直向上抛出质量为m的物体,它上升h 后又返回下落,最后落在地面上,则下列说法中不正确的是(不计空气阻力,以地面为参考面)( )A .物体在最高点时机械能为mg (H +h )B .物体落地时的机械能为mg (H +h )+21mv 2 C .物体落地时的机械能为mgH +21mv 2 D .物体在落回过程中,经过阳台时的机械能为mgH +21mv 2 8.质量为m 的小球,从离桌面高H 处由静止下落,桌面离地面高h ,如图1所示,设桌面处物体重力势能为零,空气阻力不计。
2024_2025学年高中物理第4章能量守恒与可持续发展4
试验:验证机械能守恒定律1.(多选)在用自由落体运动“验证机械能守恒定律”的试验中,下列物理量中要通过工具测量和计算得到的有( )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瞬时速度解析:本题是对试验原理的考查。
通过试验原理可知,重锤下落高度要用毫米刻度尺干脆测量,求出下落这一高度时对应的瞬时速度,故需用工具测量的是C,通过计算得到的是D。
答案:CD2.(多选)在验证机械能守恒定律的试验中,在下列试验步骤中错误的是( )A.把打点计时器固定在铁架台上,并用导线将打点计时器接在低压沟通电源上B.将连有重物的纸带穿过限位孔,用手提着纸带,让手尽量靠近打点计时器C.松开纸带,接通电源D.更换纸带,重复几次,选点迹清楚的纸带进行测量解析:选项B中应让重物尽量靠近打点计时器,而不是让手靠近打点计时器;选项C应先接通电源,后释放纸带。
答案:BC3.为了“验证机械能守恒定律”,我们供应了如图所示的试验装置。
某同学进行了如下操作并测出数据:①用天平测定小球的质量为0.50kg;②用游标卡尺测出小球的直径为10.0mm;③用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为80.80cm;④电磁铁先通电,让小球吸在起先端;⑤电磁铁断电时,小球自由下落。
(1)在小球经过光电门时间内,计时装置登记小球经过光电门所用时间为2.50×10-3s,由此可算得小球经过光电门的速度为m/s。
(2)计算得出重力势能的改变量为J,小球动能改变量为J。
(结果保留三位数字)(3)试依据(2)对本试验下结论:。
解析:(1)小钢球经过光电门所用时间很短,可看作做匀速直线运动,所以v==4m/s。
(2)小球的重力势能的改变量ΔE p=mgh=4.04J,小球动能改变量ΔE k=mv2-0=4.00J。
(3)可见在误差允许范围内,小球的机械能是守恒的。
答案:(1)4 (2)4.04 4.00 (3)在误差允许范围内,小球的机械能是守恒的4.如图所示,两个质量各为m1和m2的小物块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。
完整版机械能守恒定律测试题及答案
机械能守恒定律测试题1.下列说法正确的是 ( )A .如果物体(或系统)所受到的合外力为零,则机械能一定守恒B .如果合外力对物体(或系统)做功为零,则机械能一定守恒C .物体沿固定光滑曲面自由下滑过程中,不计空气阻力,机械能一定守恒D .做匀加速运动的物体,其机械能可能守恒2.如图所示,木板O A 水平放置,长为L ,在A 处放置一个质量为m 的物体,现绕O 点缓慢抬高到A '端,直到当木板转到与水平面成α角时停止转动.这时物体受到一个微小的干扰便开始缓慢匀速下滑,物体又回到O 点,在整个过程中( )A .支持力对物体做的总功为m g L s i n αB .摩擦力对物体做的总功为零C .木板对物体做的总功为零D .木板对物体做的总功为正功3、设一卫星在离地面高h 处绕地球做匀速圆周运动,其动能为1K E ,重力势能为1P E 。
与该卫星等质量的另一卫星在离地面高2h 处绕地球做匀速圆周运动,其动能为2K E ,重力势能为2P E 。
则下列关系式中正确的是( )A .1K E >2K EB .1P E >2P EC .2211P K P K E E E E +=+D .11K PE E +< 22K P E E +4.质量为m 的物体,由静止开始下落,由于空气阻力,下落的加速度为g 54,在物体下落h 的过程中,下列说法正确的是( )A .物体动能增加了mgh 54B .物体的机械能减少了mgh 54C .物体克服阻力所做的功为mgh 51D .物体的重力势能减少了mgh5.如图所示,木板质量为M ,长度为L ,小木块的质量为m ,水平地面光滑,一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与M 和m 连接,小木块与木板间的动摩擦因数为μ.开始时木块静止在木板左端,现用水平向右的力将m 拉至右端,拉力至少做功为( )A .mgL μB .2mgL μC .2mgLμD .gL m M )(+μ6.如图所示,一轻弹簧左端固定在长木板2m 的左端,右端与小木块1m 连接,且1m 、2m 及 2m 与地面之间接触面光滑,开始时1m 和2m 均静止,现同时对1m 、2m 施加等大反向的 水平恒力1F 和2F ,从两物体开始运动以后的整个过程中,对1m 、2m 和弹簧组成的系统(整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度),正确的说法是( ) A .由于1F 、2F 等大反向,故系统机械能守恒B .由于1F 、2F 分别对1m 、2m 做正功,故系统动能不断增加C .由于1F 、2F 分别对1m 、2m 做正功,故系统机械能不断增加D .当弹簧弹力大小与1F 、2F 大小相等时,1m 、2m 的动能最大7.如图所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下,然后在水平面上前进至B 点停下.已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为μ,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m ,A 、B 两点间的水平距离为L .在滑雪者经过A B 段的过程中,摩擦力所做的功( )A .大于mgL μB .小于mgL μC .等于mgL μD .以上三种情况都有可能8.嫦娥一号奔月旅程的最关键时刻是实施首次“刹车”减速.如图所示,在接近月球时,嫦娥一号将要利用自身的火箭发动机点火减速,以被月球引力俘获进入绕月轨道.这次减速只有一次机会,如果不能减速到一定程度,嫦娥一号将一去不回头离开月球和地球,漫游在更加遥远的深空;如果过分减速,嫦娥一号则可能直接撞击月球表面.该报道的图示如下.则下列说法正确的是( )A .实施首次“刹车”的过程,将使得嫦娥一号损失的动能转化为势能,转化时机械能守恒.B .嫦娥一号被月球引力俘获后进入绕月轨道,并逐步由椭圆轨道变轨到圆轨道.C .嫦娥一号如果不能减速到一定程度,月球对它的引力将会做负功.D .嫦娥一号如果过分减速,月球对它的引力将做正功,撞击月球表面时的速度将很大9、如图所示,物体A 、B 通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧,物体A 、B 的质量都为m 。
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实验:验证机械能守恒定律练习题1.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,需要直接测量的数据是重物的( )A.质量 B.下落高度 C.下落时间 D.即时速度2.利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中,下面叙述正确的是()A.应该用天平称出物体的质量B.应该选用点迹清晰,特别是第一点没有拉成长条的纸带C.操作时应先接通电源然后放开纸带D.打点计时器应接在电压为4~6 V的直流电源上3.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,对于自由下落的重物,下述选择的条件哪种更为有利?( )A.只要足够重就可以 B.只要体积足够小就可以C.既要重,又要体积小D.应该密度大些,还应便于夹紧纸带,使纸带随同运动时不致扭曲4.在“验证机械能守恒定律”的实验中,下面叙述正确的是 ( )A .应用天平称出物体的质量B .应当选用点迹清晰,特别是第一个点没有拉成长条的纸带C .操作时应先放纸带后接电源D .电磁打点计时器应接在电压为4~6V 的交流电源上5.用小车沿光滑斜面下滑的方法验证机械能守恒时,小车下滑的高度是由下列哪种方法得到的( )A .米尺直接测小车下滑高度。
B .米尺直接从纸带上测出。
C .米尺从纸带上测出小车的斜面位移再乘以sin θ,即l Hd h n nD .用小三角板从纸带上测出。
6.用自由落体验证机械能守恒的实验中,对实验结果影响最大的因素是 ( ) A .纸带克服摩擦力做了功。
B .纸带下落的时间太短。
C .纸带下落的高度h n 测量不太准确。
D .打点周期极不稳定。
7.在“验证机械能守恒定律”的实验中,可以通过计算得到的有( )A .重锤质量B .重力加速度C .重锤下落高度D .与下落高度对应的重锤的即时速度8.一学生在练习使用打点计数器时,纸带上打出的不是圆点,而是短线,这可能是因为( )A .打点计数器错接在直流电源上B .电源电压不稳定C .电源的频率不稳定D .振针压得过紧。
9.利用打点计时器所获得的打点的纸带如9题图所示,,A 、B 、C ……是计数点,相邻计数点对应的时间间隔是T ,对应的距离依次是s 1、s 2、s 3……下列计算打D 点时的速度的表达式中正确的有( )A .T s s v D 243+= B .T s s s s v D 44321+++= C .T s s v D 16-= D .T s s s s v D 45432+++= 图5-28S 6S 5S 4S 3S 2S 1C D E F G B A 9题图10.利用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中,计算第n 点的速度的公式是 ( )A .V n =gtB .V n =2gh nC .V n = 2h t nD .V n = h n+1− h n −12T11.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.重锤质量的称量不准会造成较大误差B.重锤质量选用得大些,有利于减小误差C.重锤质量选用得较小些,有利于减小误差D.纸带下落和打点不能同步会造成较大误差12. 在“验证机械能守恒定律”的实验中,除天平、铁架台、夹子、纸带和重物外,还需要( )A. 秒表B. 刻度尺C. 学生电源D. 打点计时器13. 在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列叙述正确的是( ) A. 安装打点计时器时,两纸带限位孔应在同一竖直线上B. 实验时,在松开纸带让重物下落的同时,应立即接通电源C. 若纸带上开头打出的几点模糊不清,也可设法用后面清晰的点进行验证 D. 测量重物下落高度必须从起始点算起14. 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 >221mv B. mgh <221mv C. mgh =221mv D. 以上均有可能 15.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v 小于gt16 纸带上已按要求选出0、1、2、3、4、5、6七个计数点,相邻计数点间的距离依次为x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6,则可以判断和计算出( )A. 计数点0的对应速度v 0一定为0B. 根据Tx x v 2211+=可计算1号点的对应速度,同理可算出v 2、v 3、v 4、v 5C. 无法计算出v 0和v 6的大小D. 可作出v —t 图象求出斜率· · ·· · · 2.49 2.89 3.26 3.65 3 4 5 6 72.11 2即加速度17.为进行“验证机械能守恒定律”的实验,有下列器材可供选用:铁架台、电磁打点计时器、复写纸、纸带、秒表、低压直流电源、导线、电键、天平。
其中不必要的器材有;缺少的器材是。
答案:秒表,天平,低压直流电源;低压交流电源,重锤,刻度尺。
18.某次“验证机械能守恒定律”的实验中,用6V、50Hz18题图的打点计时器打出的一条无漏点的纸带,如18题图所示,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v B= m/s,重锤的动能E kB=J。
②.从开始下落算起,打点计时器打B点时,重锤的重力势能减小量为 J。
③.根据纸带提供的数据,在误差允许的范围内,重锤从静止开始到打出B点的过程中,得到的结论是。
答案:.①1.175, 0.69 ②0.69,③机械能守恒。
19.在做“验证机械能守恒定律”的实验时,用打点计时器打出纸带如19题图所示,其中A点为打下的第一个点,0、1、2……为连续的计数点。
现测得两相邻计数点之间的距离分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6,已知相邻计数点间的打点时间间隔均为T。
根据纸带测量出的距离及打点的时间间隔,可以求出此实验过程中重锤下落运动的加速度大小表达式为____ _____。
在打第5号计数点时,纸带运动的瞬时速度大小的表达式为___ _____。
答案:21234569)(Tssssss---++,T ss 265+19题图20.在验证机械能守恒定律实验中:(1)研究对象是自由落体的重物,除下述器材:铁架台、打点计时器、纸带、重物、夹子外,还要用下列器材___________.(2)做此实验时,有同学按以下步骤进行:①固定好打点计时器,将连有重物的纸带穿过限位孔,用手提住,让手尽量靠近打点计时器.②松开纸带,接通电源,开始打点,并如此重复几次,取得几条打点纸带.③取下纸带,挑选点迹清楚的纸带,记下起始点O点,在离O点较近处选择几个连续记数点(或计时点)并计算出各点的速度值.④测出各点距O点的距离,即为下落高度.⑤用天平称出物体的质量.⑥计算出mgh n和12mv2n,看是否相等.在上述步骤中,多余的是________,有错误并给予更正:a_____,B____________,c__________,d____________.(3)选择纸带的要求是①__________,②______________,③____________.(4)实验中得到一条纸带,如图所示,当打点计时器打点c 时,物体的动能表达式为___________,物体势能减少的表达式为___________.若等式成立_______________,则验证了机械能守恒定律.答案:(1)刻度尺,低压交流电源、电键等. (2)⑤;第①步:“让手尽量靠近”应改为“让重物尽量靠近”;第②步应先接通电源,后松开纸带;第③步“在离O点较近处”应改为“在离O点较远处”,第⑥步应改为“gh n和12v n2” (3)①点迹清晰;②第1、2点间相距为2 mm;③无漏点 (4)12 m(42S S2T-)2,mgS3,gS3= 12 (4S S22T-)221.在“验证机械能守恒定律”的实验中,质量为m的重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带经过打点计时器打出一系列的点,对纸带上点的痕迹进行测量,就可验证机械能守恒定律.(1)在某次实验中得到的纸带如图所示,选取纸带上打出的连续的五个点A 、B 、C 、D 、E ,测出A 点距起点O 的距离为s 0,使用的交流电源的频率为f ,则打点计时器打C 点时重锤的速度为__________,打点计时器在打O 点和C 点的这段时间内重锤的重力势能的减少量为_____________.利用这个装臵也可以测量重锤下落的加速度,则加速度的表达式为a= ______________.(2)在实验中发现,重锤减少的重力势能总是略大于重锤增加的动能,其原因主要是因为在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力的作用.若已知当地重力加速度的值为g ,用第(1)小题给出的已知量表示重锤在下落过程中所受到的平均阻力的大小F=____________.答案:(1)12s s f 4+();mg (s 0+s 1);221s s f 4-()(2)m [g-221s s f 4-()]22.在用重锤下落来验证机械能守恒时,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是打点计时器连续打下的5个点,打点频率为50 Hz.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离,并记录在图中(单位:cm)(1)这五个数据中不符合有效数字读数要求的是(填A、B、C、D或E)点读数________.(2)该同学用重锤在OC段的运动来验证机械能守恒,OC距C点对应的重锤的瞬时离用h来表示,他用速度,得到动能的增加量,这种做法(填“对”或“不对”)___________.(3)若O点到某计数点的距离用h表示,重力加速度为g,该点对应重锤的瞬时速度为v,则实验中要验证的等式为________________.(4)若重锤质量m=2.00×10-1kg,重力加速度g=9.80 m/s2,由图中给出的数据,可得出从O点到打下D点,重锤重力势能的减少量为_______________ J,而动能的增加量为____________ J(均保留三位有效数字).答案:(1)B(2)不对(3)2v=gh(4)0.3800.376223.在验证“机械能守恒”实验中,一同学进行如下操作:①将打点计时器水平地固定在铁架台上②将长约0.5 m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器.用手提着纸带,使重物静止在靠近打点计时器的地方③先松开纸带,后接通电源,让重物自由下落,计时器就在纸带上打下一系列的点④换几条纸带,重做上面的实验⑤在打出的纸带中挑选第一、二两点间距接近2 mm,且点迹清楚的纸带进行测量,先记下O点的位臵,依次再取四个计数点A、B、C、D.求出相应位臵对应的速度及其下落的高度⑥将测量数据及计算结果填入自己设计的表格中v2和ghn的值.验证机械能⑦根据以上测得数据计算相应的12守恒定律(1)以上操作有错误的是___________;(2)实验中选出一条纸带如图所示.其中O点为起始点,A、B、C、D为四个计数点,打点计时器所选用电源是频率为50 Hz的交流电,用最小刻度为1 mm的刻度尺,测得OA=11.13cm ,OB=17.69 cm ,OC=25.9 cm.这三个数据中不符合有效数字要求的是__________,在计数点A 和B 之间,B 和C 之间各还有一个点,重锤的质量为m=1.5 kg ,根据以上数据,当打点到B 点时重锤的重力势能比开始下落时减少了_________,这时它的动能是__________;(g 取9.8 m/s 2)(3)实验中往往出现重锤的重力势能减少量大于动能的增加量,其主要原因是__________________________________.答案:(1)①③(2)OC 2.60 J 2.56 J(3)实验中存在阻力,如:空气阻力,振针与纸带间阻力.24. 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,得到如图所示的纸带,相邻计数点间的时间间隔为0.04s 。