2020届高三高考二轮复习专项练习实验：验证机械能守恒定律(PDF版)
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。
高考物理二轮复习 训练10 力学实验中常考的3个问题
训练10 力学实验中常考的3个问题1．读出图10－16甲、乙中给出的螺旋测微器和游标卡尺的示数，螺旋测微器的示数为________mm ，游标卡尺的示数为________cm.图10－162．(2012·济南模拟)在验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m ＝200 g 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10－17所示．O 为纸带下落的起始点，A 、B 、C 为纸带上选取的三个连续点．已知打点计时器每隔T ＝0.02 s 打一个点，当地的重力加速度为g ＝9.8 m/s 2，那么图10－17(1)计算B 点瞬时速度时，甲同学用v 2B ＝2gs OB ，乙同学用v B ＝s AC2T .其中所选择方法正确的是________(填“甲”或“乙”)同学．(2)同学丙想根据纸带上的测量数据进一步计算重物和纸带下落过程中所受的阻力，为此他计算出纸带下落的加速度为________m/s 2，从而计算出阻力f ＝________N. (3)若同学丁不慎将上述纸带从OA 之间扯断，他仅利用A 点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的？________.(填“能”或“不能”)3．(2012·安徽卷，21·Ⅰ)图10－18为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为m ，小车和砝码的总质量为M .实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是( )．图10－18A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动(2)实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是( )．A．M＝200 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gB．M＝200 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 gC．M＝400 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gD．M＝400 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g(3)图10－19是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，量出相邻的计数点之间的距离分别为：s AB ＝4.22 cm、s BC＝4.65 cm、s CD＝5.08 cm、s DE＝5.49 cm，s EF＝5.91 cm，s FG＝6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度大小a＝________m/s2.(结果保留两位有效数字)．图10－194．某探究小组利用如图10－20甲所示装置探究平抛运动中机械能是否守恒．在斜槽轨道的末端安装一个光电门B，调节激光束与球心等高，斜槽末端水平．地面上依次铺有白纸、复写纸，让小球从斜槽上固定位置A点无初速释放，通过光电门后落在地面的复写纸上，在白纸上留下打击印．重复实验多次，测得小球通过光电门的平均时间为2.50×10－3 s．计算保留三位有效数字．(1)用游标卡尺测得小球直径如图乙所示，则小球直径为d＝________cm，由此可知小球通过光电门的速度v B＝________m/s；(2)实验测得轨道离地面的高度h＝0.441 m，小球的平均落点P到轨道末端正下方O点的距离x＝0.591 m，则由平抛运动计算小球的平抛初速度v0＝________m/s；(3)实验只要满足________≈________，就可以认为，在误差允许范围内，平抛运动中机械能是守恒的．图10－20图10－215．在“验证力的平行四边形定则”实验中，将橡皮条的一端固定在竖直放置的木板上，另一端系上两根细绳OA、OB，O为两细绳与橡皮条的结点，细绳OA跨过钉在木板上的光滑的钉子C，下端挂重力已知的钩码，细绳OB用一个弹簧测力计钩住，如图10－21所示，可以通过改变钩码的个数和弹簧测力计的拉力调整橡皮条与两细绳的结点O的位置．(1)(多选)某同学认为在此过程中必须注意以下几项，其中正确的是________．A．两细绳的夹角必须成90°，以便于算出两细绳的合力B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C．在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行D．只用弹簧测力计通过细绳拉橡皮条时结点O到达的位置应与用钩码、弹簧测力计同时拉时相同(2)(多选)图中OC与橡皮条延长线的夹角为α，细绳OB与橡皮条延长线的夹角为β，且α＋β>90°，下列操作正确的是________．A．增加钩码个数后，为使结点位置不变，应减小β，同时减小弹簧测力计的拉力B．增加钩码个数后，为使结点位置不变，应增大β，同时增大弹簧测力计的拉力C．保持钩码个数不变，将钉子向左移动一些，为使结点位置不变，应增大β，同时增大弹簧测力计的拉力D．保持钩码个数不变，将钉子向左移动一些，为使结点位置不变，应减小β，同时增大弹簧测力计的拉力6．在科学探究活动中，对实验数据进行分析归纳得出结论是非常重要的环节．为探究物体做直线运动过程中x随t变化的规律，某实验小组经过实验和计算得到表中的实验数据.图10－22现根据表格数据，请你在如图10－22所示的坐标系中，纵、横轴分别选择合适的物理量和标度作出关系图线．同时请你根据图线，分析得出物体从A―→B的过程中x随t2变化的关系式是_______________________________________________________.7．(2012·泰兴)如图10－23为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置．用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距L ＝48.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A、B时的速率．图10－23(1)实验主要步骤如下：①将拉力传感器固定在小车上；②平衡摩擦力，让小车做________运动；④接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率v A、v B；⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作．(2)下表中记录了实验测得的几组数据，v2B－v2A是两个速度传感器记录速率的平方差，则加速度的表达式a＝________.请将表中第3次的实验数据填写完整．(3)由表中数据，在图10－24中坐标纸上作出a－F关系图线．图10－24(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线)，造成上述偏差的原因是______________________________.参考答案1．解析本题考查螺旋测微器与游标卡尺的读数．螺旋测微器固定刻度部分读数为5.0 mm，可动刻度部分读数为0.485 mm，故读数为5.485 mm；游标卡尺主尺读数为41 mm，游标尺读数为0.20 mm，所以游标卡尺读数为41.20 mm＝4.120 cm.答案 5.485 4.1202．解析本题考查验证机械能守恒定律的实验．(1)由于纸带与限位孔之间有摩擦，故重物下落时的加速度小于重力加速度，利用v B＝s AC 2T计算B点瞬时速度的方法正确．(2)根据y BC－y AB＝aT2可得a＝9.5 m/s2，由牛顿第二定律可得mg－f＝ma，解得f＝0.06N.(3)根据ΔE p＝ΔE k即重物重力势能的减少量等于其动能的增加量可知，能实现验证机械能守恒定律的目的．答案(1)乙(2)9.5 0.06 (3)能3．解析(1)在“验证牛顿第二定律”的实验中，为了使细线对小车的拉力大小等于小车所受的合外力，则需要平衡摩擦力，并使细线与长木板平行．平衡摩擦力的方法是只让小车牵引纸带(撤去砂及砂桶)，纸带穿过打点计时器，并垫高长木板不带滑轮的一端，打点计时器接通电源工作．如果打出纸带上的点迹分布均匀，则说明小车做匀速运动．故选项B 正确，选项A 、C 错误．(2)在“验证牛顿第二定律”的实验中，为使细线对小车的拉力大小等于砂及砂桶的总重力，则M ≫m ，且尽可能地多做几组．故选项C 最合理． (3)根据题意，相邻计数点间的时间间隔为T ＝0.1 s ， 根据Δs ＝aT 2，得，s DE －s AB ＝3a 1T 2 s EF －s BC ＝3a 2T 2 s FG －s CD ＝3a 3T 2所以小车的加速度a ＝a 1＋a 2＋a 33＝s DE ＋s EF ＋s FG －s AB ＋s BC ＋s CD 9T2＝0.42 m/s 2.答案 (1)B (2)C (3)0.424．解析 以斜槽末端为重力势能的零点，则小球平抛的初动能就等于小球运动时的机械能，也就等于小球落地时的机械能(认为是守恒的)，因此以平抛运动计算得到的初动能(初速度)如果近似等于用光电门测得初动能(初速度)，则可认为此过程机械能守恒．(1)d ＝0.50 cm ；v B ＝d t ＝0.005 02.50×10－3m/s ＝2.00 m/s ；(2)由平抛运动得x ＝v 0t ，h ＝12gt 2，解得v 0＝xg2h＝1.97 m/s 答案 (1)0.50 2.00 (2)1.97 (3)势能减少量 动能增加量 5．解析 (1)两细绳的拉力大小是用作图法求得的不是计算出来的，两细绳的夹角没有必要成90°，同时，橡皮条也没有必要与两绳夹角的平分线在同一直线上，选项A 、B 均错误；弹簧测力计与木板平面平行是为了保证所有力在同一平面内，选项C 正确；两次拉动的结果都是使橡皮条伸长到O 点，作用效果相同，选项D 正确． (2)O 点受到细绳OA 的拉力F 1、细绳OB 的拉力F 2和橡皮条的拉力F 3的作用三力平衡，则F 1与F 2的合力F 3′＝F 3，方向与F 3的方向相反．如图甲所示，增加钩码的个数时，细绳OA 的拉力由F 1变化为F 1′，但F 1与F 2的合力F 3′，不变，弹簧测力计的拉力应由F 2增大为F 2′，同时β增大，选项A 错误、B 正确；如图乙所示，保持钩码的个数不变，将钉子向左移动一些，细绳OA 的拉力大小不变，方向由F 1的方向变化为F 1′的方向，合力F 3′不变，细绳OB 的拉力应由F 2增大为F 2′，同时β减小，选项C 错误、D 正确．答案 (1)CD (2)BD6．解析 建立以x 为纵轴，t 2为横轴的图象如图所示，图线是一条过原点的直线，所以x 与t 2成正比．所以x ＝kt 2，再由图线上的点可求出k ＝0.322.答案 图见解析图x ＝0.322 t 27．解析 (1)判断摩擦力是否平衡，要根据小车不受拉力作用时，沿长木板能否做匀速直线运动．(2)小车在拉力作用下做匀变速直线运动，由匀变速直线运动的规律可得：a ＝v 2B －v 2A2L.小车在不同拉力作用下均做匀变速直线运动，由v 2B －v 2A 与a 成正比可得：a ＝2.40 m/s 2.(3)根据表中a 与F 的数据描点，发现各点基本处于同一条直线上，通过各点作直线即可．(4)没有完全平衡摩擦力．当没有完全平衡摩擦力时，由F －f ＝ma 得：a ＝1m F －fm，a －F图线交于F 轴的正半轴．v2B－v2A 2L 2.40 (3)如图所示(4)没有完全平衡摩擦力答案(1)匀速直线(2)。
2020年高考物理实验题强化专练-验证机械能守恒含答案
实验题强化专练-验证机械能守恒一、实验题（本大题共5小题，共25.0分）1.用图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”。
气垫导轨上A处安装了一个光电门，滑块上固定一遮光条，滑块用绕过气垫导轨左端定滑轮的细线与钩码相连，每次滑块都从同一位置由静止释放，释放时遮光条位于气垫导轨上B位置的上方。
（1）某同学利用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则d＝_____________mm。
（2）实验中，接通气源，滑块静止释放后，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为t，测得滑块的质量为M，钩码的质量为m，A、B间的距离为L。
在实验误差允许范围内，只要钩码减小的重力势能mgL与__________（用直接测量的物理量符号表示）相等，则机械能守恒。
（3）下列不必要的一项实验要求是_______（请填写选项前对应的字母）。
A．滑块必须由静止释放B．应使滑块的质量远大于钩码的质量C．已知当地重力加速度D．应使细线与气垫导轨平行2.某同学用如图甲所示的装置通过研究重锤的落体运动来验证机械能守恒定律。
已知重力加速度为g。
（1）在实验所需的物理量中，需要直接测量的是______，通过计算得到的是______。
（填写代号）A．重锤的质量B．重锤下落的高度C．重锤底部距水平地面的高度D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度（2）在实验得到的纸带中，我们选用如图乙所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的纸带来验证机械能守恒定律。
图中A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的原始点，F点是第n个点。
设相邻点间的时间间隔为T，下列表达式可以用在本实验中计算F点速度v F的是______。
A．v F=g（nT）B．v F=C．v F=D．v F=3.如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置。
现有器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平。
（1）为完成实验，还需要的器材有______。
A．米尺B．0～6V直流电源C．秒表D．0～6V交流电源（2）某同学用图中所示装置打出的一条纸带如图所示，相邻两点之间的时间间隔为0.02s，根据纸带计算出打下D点时重物的速度大小为______m/s。
2020届高考物理冲刺专项训练12 机械能守恒定律和能量守恒(原卷版)
机械能守恒定律和能量守恒一、单选题1．（2020·全国高三一模）篮球，是青少年喜欢的体育运动，它兼具趣味性、集体性、观赏性等特点。
图示为某学校篮球比赛中的一个场景。
假设篮球正在竖直上升，不计空气阻力。
关于篮球上升过程，下列说法正确的是（ ）A ．篮球在最高点时，其加速度为零B ．篮球的速度变化量与运动时间成正比C ．篮球的动量与运动时间成正比D ．篮球的机械能与上升的高度成正比2．（2020·全国高三专题练习）奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示，下列说法不正确．．．的是（ ）A ．加速助跑过程中，运动员的动能增加B ．起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加C ．起跳上升过程中，运动员的重力势能增加D ．越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少动能增加3．（2020·全国高三专题练习）目前，我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破．为早日实现无人驾驶，某公司对汽车性能进行了一项测试，让质量为m 的汽车沿一山坡直线行驶．测试中发现，下坡时若关掉油门，则汽车的速度保持不变；若以恒定的功率P 上坡，则从静止启动做加速运动，发生位移s 时速度刚好达到最大值v m ．设汽车在上坡和下坡过程中所受阻力的大小分别保持不变，下列说法正确的是 A ．关掉油门后的下坡过程，汽车的机械能守恒B ．关掉油门后的下坡过程，坡面对汽车的支持力的冲量为零C ．上坡过程中，汽车速度由m 4v 增至m 2v ，所用的时间可能等于2m 332mv PD ．上坡过程中，汽车从静止启动到刚好达到最大速度v m ，所用时间一定小于m2s v 4．（2020·全国高三专题练习）如图所示，水平地面上有一光滑弧形轨道与半径为r 的光滑圆轨道相连，且固定在同一个竖直面内。
将一只质量为m 的小球由圆弧轨道上某一高度处无初速释放。
为使小球在沿圆轨道运动时始终不脱离轨道，这个高度h 的取值可为（ ）A ．2.2rB ．1.2rC ．1.6rD ．0.8r5．（2019·全国高三专题练习）“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一．摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动．下列叙述正确的是（ ）A ．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B ．在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力C ．摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零D ．摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变6．（2020·全国高三专题练习）人的质量m ＝60kg ，船的质量M ＝240kg ，若船用缆绳固定，船离岸1.5m 时，人可以跃上岸．若撤去缆绳，如图所示，人要安全跃上岸，船离岸至多为(不计水的阻力，两次人消耗的能量相等，两次从离开船到跃上岸所用的时间相等)( )A．1.5m B．1.2m C．1.34m D．1.1m二、多选题7．（2020·全国高三专题练习）如图所示，竖直平面内固定两根足够长的细杆L1、L2，两杆分离不接触，且两杆间的距离忽略不计．两个小球a、b（视为质点）质量均为m，a球套在竖直杆L1上，b杆套在水平杆L2上，a、b通过铰链用长度为L的刚性轻杆连接，将a球从图示位置由静止释放(轻杆与L2杆夹角为45°)，不计一切摩擦，已知重力加速度为g．在此后的运动过程中，下列说法中正确的是A．a球和b球所组成的系统机械能守恒B．b球的速度为零时，a球的加速度大小一定等于gC．bD．a8．（2020·河北省衡水中学高三专题练习）我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4m高处做一次悬停（可认为是相对于月球静止）；最后关闭发动机，探测器自由下落．已知探测器的质量约为1.3×103kg，地球质量约为月球的81倍，地球半径为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8m/s2。
高三物理一轮复习专题实验6 验证机械能守恒定律(含解析)
实验6:验证机械能守恒定律一、实验目的验证机械能守恒定律.二、实验原理在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化,但总的机械能守恒。
若物体从静止开始下落，下落高度为h 时的速度为v,恒有mgh＝错误!m v2。
故只需借助打点计时器，通过纸带测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能守恒定律。
测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点相邻的前、后两段相等时间间隔T内下落的高度x n－1和x n＋1(或用h n－1和h n＋1）,然后由公式v n＝错误!或由v n＝错误!可得v n(如图所示)。
三、实验器材铁架台（带铁夹）、电磁打点计时器与低压交流电源（或电火花打点计时器)、重物(带纸带夹子)、纸带数条、复写纸片、导线、毫米刻度尺。
四、实验步骤1．安装器材：如图所示,将打点计时器固定在铁架台上,用导线将打点计时器与低压电源相连,此时电源开关应为断开状态。
2．打纸带：把纸带的一端用夹子固定在重物上，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下方附近，先接通电源，待计时器打点稳定后再松开纸带，让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打出一系列的点，取下纸带，换上新的纸带重打几条（3~5条)纸带。
3．选纸带:分两种情况说明（1)若选第1点O到下落到某一点的过程，即用mgh＝错误!m v2来验证,应选点迹清晰，且1、2两点间距离小于或接近2 mm的纸带,若1、2两点间的距离大于2 mm，这是由于打点计时器打第1个点时重物的初速度不为零造成的(如先释放纸带后接通电源等错误操作会造成此种结果)。
这样第1个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选。
（2)用错误!m v错误!－错误!m v错误!＝mgΔh验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否为2 mm就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可以选用。
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。
2020届高考物理二轮复习力学考点集训：考点11 机械能守恒定律 (含答案)
考点11机械能守恒定律1、奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示。
下列说法不正确的是( )A.加速助跑过程中,运动员的动能增加B.起跳上升过程中,杆的弹性势能一直增加C.起跳上升过程中,运动员的重力势能增加D.越过横杆后下落过程中,运动员的重力势能减少动能增加2、如图所示,一物块以某一初速度沿倾角为30°的粗糙斜面向上运动.在此过程中,物块始终受一个恒定的沿斜面向上的拉力F作用,这时物块加速度的大小为4 2m s,方向沿斜面/向下.那么在物块向上运动的过程中,下列说法正确的是( )A.物块的机械能一定增加B.物块的机械能一定减少C.物块的机械能有可能不变D.物块的机械能可能增加也可能减少3、如图所示,在地面上以速度v0抛出质量为m的物体,抛出后物体落到比地面低h的海平面上.若以地面为参考平面,且不计空气阻力,则下列选项正确的是()A.物体落到海平面时的势能为mghB.物体在最高点处的机械能为2012mv C.物体在海平面上的机械能为201()2mv mgh D.物体在海平面上的动能为2012mv 4、如图所示,地面上竖直放一根轻弹簧,其下端和地面连接,一物体从弹簧正上方距弹簧一定高度处自由下落,则( )A.物体和弹簧接触时,物体的动能最大B.与弹簧接触的整个过程,物体的动能与弹簧弹性势能的和不断增加C.与弹簧接触的整个过程,物体的动能与弹簧弹性势能的和先增加后减小D.物体在反弹阶段,动能一直增加,直到物体脱离弹簧为止5、如图所示,将一个内、外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上,槽的左侧有一竖直墙壁。
现让一小球自左端槽口A 点的正上方由静止开始下落,从A 点与半圆形槽相切进入槽内,则下列说法正确的是( )A.点的正上方由静止开始下落,从A 点与半圆形槽相切进入槽内,则下列说法正确的是( ) A.小球在半圆形槽内运动的全过程中,小球与槽组成的系统在水平方向上动量守恒B.小球从A 点向半圆形槽的最低点运动的过程中,小球处于失重状态C.小球从A 点经最低点向右侧最高点运动的过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒D.小球从下落到从右侧离开槽的过程中机械能守恒6、一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中, A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起,如图所示.则在子弹打击木块A及弹簧被压缩的过程中,对子弹、两木块和弹簧组成的系统()A.动量守恒,机械能守恒B.动量不守恒,机械能守恒C.动量守恒,机械能不守恒D.无法判定动量、机械能是否守恒7、如图所示,可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接,跨过固定在地面上半径为R的光滑圆柱,A的质量为B的两倍。
(高考物理)【物理实验五】验证机械能守恒定律
验证机械能守恒定律[实验目的]验证机械能守恒定律。
[实验原理]当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒。
若某一时刻物体下落的瞬时速度为v，下落高度为h，则应有：mgh= mv2，借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能是否守恒，实验装置如图所示。
测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点的相邻前、后两段相等时间T内下落的距离s n和s n+1，由公式v n= ，或由v n= 算出，如图所示。
[实验器材]铁架台（带铁夹），打点计时器，学生电源，导线，带铁夹的重缍，纸带，米尺。
[实验步骤]1．按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。
2．把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。
3．接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。
4．重复几次，得到3～5条打好点的纸带。
5．在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰一条纸带，在起始点标上0，以后各依次标上1，2，3……，用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3……。
6．应用公式v n= 计算各点对应的即时速度v1、v2、v3……。
7．计算各点对应的势能减少量mgh n和动能的增加量mv n2，进行比较。
[注意项事]1．打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。
2．选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近2mm的纸带。
3．因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量。
[例题]1．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，把第一个点记作O，另连续的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62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm。
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.。
专题13 实验：验证机械能守恒定律(解析版)
专题13 实验：验证机械能守恒定律1.(2020-2021学年·陇川县民族中学高二期末)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：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物，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 >12mv 2C.mgh <12mv 2 D.mgh ＝12mv 2【答案】 (1)AD (2)纸带和打点计时器限位孔之间有摩擦；用米尺测量纸带上点的间距时读数有误差(其他原因合理均可得分) (3)B【解析】 (1)在处理数据时需要测量长度，故需要米尺；电磁打点计时器工作时需要使用低压交流电源，故A 、D 正确。
(2)造成误差的原因有：①纸带和打点计时器限位孔之间有摩擦。
①用米尺测量纸带上点的间距时读数有误差。
①计算势能变化时，选取始末位置过近。
①交流电频率不稳定。
(3)由于阻力作用，物体重力势能的减少量大于动能的增加量，即mgh ＞12mv 2，故B 正确。
2.(2020-2021学年·江苏盐城市高一期末)在“验证机械能守恒定律”的实验中：(1)下列释放纸带的操作正确的是________。
(2)打点计时器所接电源的频率为50 Hz 。
某次打出的一条纸带如图所示，当打点计时器打到B 点时，重物的速度v B ＝________m/s 。
(结果保留2位小数)(3)实验发现重物重力势能减小量大于其动能增大量，原因可能是_____________________________________________________________________。
高考物理二轮复习考前知识回扣：物理实验(含答案)
回扣五物理实验物理实验[重要知识记]一、实验器材的使用1．游标卡尺和螺旋测微器的读数(1)游标卡尺测量大于1 mm长度时，整的毫米数由主尺上读出，毫米以下的部分从游标尺上读出．即读数＝主尺读数＋游标尺读数，其中“游标尺读数”就是与主尺某刻度线对齐的游标刻度的序数乘以精确度．注意游标卡尺不估读．(2)螺旋测微器螺旋测微器又叫千分尺，“千分”就是千分之一毫米，即0.001 mm.读数时0.5 mm以上的部分从固定刻度上读，并且要看其“0.5 mm”刻度线是否露出；0.5 mm以下的部分从可动刻度(螺旋)上读出，要估读一位，再把两部分读数相加即得测量值．如图所示的读数应该是6.700 mm.2．打点计时器与纸带处理(1)如图所示，利用x1、x2、x3、…可以计算相邻相等时间内的位移差x2－x1、x3－x2、x4－x3、…，如果它们在允许的误差范围内相等，则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动．(2)利用纸带可以求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度v.如v B＝x2＋x3 2T.(3)利用纸带求被测物体的加速度a.具体来说又有两种方法：①“逐差法”：从纸带上得到6个相邻相等时间内的位移，则a ＝(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)9T 2. ②利用v -t 图象求a ：求出A 、B 、C 、D 、E 、F 各点的瞬时速度画出如图所示的v -t 图线，图线的斜率就等于加速度a .3．多用电表的使用(1)正确使用①电流的流向：电流总要从电表的“＋”插孔(红表笔)流入，从“一”插孔(黑表笔)流出，所以使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔．②要区分开“机械零点”与“欧姆零点”：“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮．③选倍率：测量前应根据估计阻值选用适当的挡位．由于欧姆挡刻度的非线性，使用欧姆挡测电阻时，表头指针偏转过大、过小都有较大误差，通常只使用表盘中间一段刻度范围⎝ ⎛⎭⎪⎫14R 中～4R 中为测量的有效范围．(2)注意问题①在使用前，应观察指针是否指向电流表的零刻度线，若有偏差，应用螺丝刀调节多用电表中间的定位螺丝，使之归零；②测电阻时，待测电阻须与其他元件和电源断开，不能用手接触表笔的金属杆；③合理选择欧姆挡的量程，使指针尽量指在表盘中央位置附近；④换用欧姆挡的另一量程时，一定要先重新进行欧姆调零；⑤读数时，应将表针示数乘以选择开关所指的倍率；⑥测量完毕时，要把表笔从测试孔中拔出，选择开关应置于交流电压最高挡或OFF挡，若长时间不用时，还应把电池取出．(3)原理x g②当R x＝r＋R g＋R时，I＝I g2，在半偏位置标“r＋R g＋R”．此值称为中值电阻，从表盘可读出．二、测量性实验1．测定金属的电阻率(1)实验原理用毫米刻度尺测一段金属丝的长度l，用螺旋测微器测导线的直径d，用伏安法测导线的电阻R，根据电阻定律R＝ρlS可求金属丝的电阻率ρ＝πd24l R.(2)电流表的内、外接在伏安法测电阻的实验中，若R VR x>R xR A，选用电流表外接电路；若R VR x<R xR A，选用电流表内接电路．(3)控制电路的选择如果滑动变阻器的额定电流够用，在下列情况下必须采用分压接法(如图所示)：①用电器的电压或电流要求从零开始连续可调．②要求用电器的电压或电流变化范围大，但滑动变阻器的阻值小．2．测定电源的电动势和内阻(1)由闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，只要测出两组U、I值，就可以列方程组求出E和r.由于电源的内阻一般很小，为减小测量误差，常采用图甲所示的电路，而不用图乙所示电路．(2)仪器及电路的选择①电压表的量程根据测量电源的电动势的值选取．②电流表量程：本实验中一般选0～0.6 A即可．③滑动变阻器的选取：阻值一般为10～20 Ω.(3)数据处理改变R的值，测出多组U、I值，作出U-I图线，如图所示，图线与U轴交点的纵坐标即为电源电动势，图线斜率的绝对值即为电源内阻．由于电源的内阻很小，即使电流有较大的变化，路端电压变化也很小，为充分利用图象空间，电压轴数据常从某一不为零的数开始，但U-I图象在U轴上的截距和图线斜率的意义不变．三、验证性实验1．验证力的平行四边形定则(1)原理：两只弹簧秤互成角度拉橡皮条AB和一只弹簧秤拉橡皮条AB的效果相同．(2)注意问题①将两只弹簧测力计钩好对拉，若两只弹簧测力计在拉的过程中读数相同，则可选，否则不可选；②在满足合力不超过量程及弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差；③画力的图示时，应该选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，同时严格按照力的图示要求和几何作图法作出合力；④在同一次实验中橡皮条拉长的结点O位置不变；⑤本实验误差的主要来源除了弹簧测力计外，还可能来源于读数误差、作图误差，因此读数时眼睛一定要正视，按有效数字正确读数和记录，作图时须保证两力的对边一定要平行．2．验证加速度与力、质量的关系(1)了解该实验的系统误差的来源．①用砂和砂桶的总重量代替小车受到的拉力．由牛顿第二定律可知，由于砂桶也在做匀加速运动，因此砂和砂桶的总重量肯定大于小车受到的实验拉力．可以推导出结论：只有在小车的总质量M远大于砂和砂桶的总质量m时，才能使该系统误差足够小．②没有考虑摩擦阻力的作用．应该用平衡摩擦力的方法来消除这个系统误差．(2)为研究a、F、m三者的关系，要利用“控制变量法”，分别研究a与F、a与m的关系．(3)用图象法验证a∝F、a∝m－1(后者必须用a-m－1图象，不能用a-m图象)．3．验证机械能守恒定律本实验要求验证自由下落过程中机械能守恒，如图所示，纸带的左端是用夹子夹重物的一端．(1)原理：用刻度尺量出从0点到1、2、3、4、5各点的距离h1、h2、h3、h4、h5，利用“匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该段位移内的平均速度”，算出2、3、4各点对应的瞬时速度v2、v3、v4，验证与2、3、4各点对应的重力势能减少量mgh和动能增加量12m v2是否相等．(2)注意事项①安装时，重锤与纸带限位孔必须在同一竖直线上；②实验时必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重锤下落；③要多做几次实验，选点迹清晰，且第一、二两点间距离接近2 mm 的纸带进行测量；④测量下落高度时，必须从起始点算起．为了减小测量值h的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远些，纸带也不宜过长，有效长度可在60～80 cm；⑤因不需要知道动能的具体数值，因此不需要测出重物的质量m；⑥由于摩擦和空气阻力的影响，总是mgh稍大于12m v2.四、探究性实验1．探究弹力和弹簧伸长的关系(1)原理：弹簧受到拉力会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等，这样弹力的大小可以通过测定外力而得出．弹簧的伸长可用直尺测出，多测几组数据，用列表或作图的方法探索出弹力和弹簧伸长的定量关系．(2)注意事项①悬吊弹簧时让它自然下垂，并要记录弹簧的原长L0；②每改变一次拉力的大小就需要做一次测量记录．为了探究弹力和弹簧伸长的关系，要尽可能多测几组数据，以便在坐标纸上能描出更多的点；③实验时拉力不要太大，不要超出弹簧的弹性限度；④在坐标纸上尝试描画一条平滑曲线时，要顺着各点的走向来描，描出的点不一定正好在曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同．2．探究功与速度变化的关系(1)原理：作用在物体上的力越大，在力的方向上发生的位移越大，力对物体做的功就越多．而力越大产生的加速度也就越大，物体通过较大的位移后获得的速度也就越大．所以力对物体做的功与速度是正向变化关系，可能与速度的一次方、二次方、三次方等成正比．如图所示，小车在一条橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行．当我们用2条、3条、…同样的橡皮筋进行第2次、第3次、…实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致，那么，第2次、第3次、…实验中橡皮筋对小车做的功就是第一次的2倍、3倍、…如果把第一次实验时橡皮筋做的功记为W，以后各次做的功就是2W、3W、…橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出，进行若干次测量，就得到若干次功和速度的数据．(2)按图组装好实验器材，平衡阻力的方法是将木板固定有打点计时器的一端垫起适当的高度，使小车缓慢匀速下滑．(3)在处理数据时，应先对测量数据进行估计，大致判断两个量可能的关系，然后以W为纵坐标，v2(或v，v3，v)为横坐标作图．3．描绘小灯泡的伏安特性曲线(1)实验原理①恒定电阻的伏安特性曲线是直线，而小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，故小灯泡的伏安特性曲线为曲线．②用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(U，I)值后，在U-I坐标系中描出对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来．就得到小灯泡的伏安特性曲线．(2)电路设计(如图所示)①因小灯泡两端的电压要求从零开始变化，故滑动变阻器应采用分压式．②该实验中，被测小灯泡电阻一般很小，故电路采用电流表外接法．(3)注意事项①调节滑动变阻器滑片时应注意电压表的示数不能超过小灯泡的额定电压．②在坐标纸上建立坐标系时，横、纵坐标所取的分度比例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸．③连线一定要用平滑的曲线，而不能画成折线．。
2023年人教版高中物理复习实验抢分专练(七)验证机械能守恒定律
实验抢分专练(七) 验证机械能守恒定律(建议用时40分钟)1．采用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。
(1)若下落重物的质量用m 表示，在本实验中是否必须对该质量m 进行测量？________(选填“是”或“否”)；(2)若实验中打出的部分纸带如图2所示，选取纸带上的连续三个点A 、B 、C ，测出A 、B 、C 三点到起始点O 的距离分别为s 1、s 2、s 3。
若已知当地重力加速度为g ，连接打点计时器的交流电源频率为f ，则从起始点O 到打下B 点的过程中，重物的重力势能减少量ΔE p ＝__________，重物的动能增加量ΔE k ＝________________。
(用题给物理量符号表示)(3)本实验中，由于纸带所受摩擦力以及空气阻力等影响，重物的重力势能减少量ΔE p ，与动能增加量ΔE k 的关系是：ΔE p ______________(选填“＞”“＝”或“＜”)ΔE k 。
【解析】(1)验证机械能守恒定律，即验证重物的重力势能减少量mgh 和重物动能增加量12 mv 2是否相等，左右两侧的重物质量m 可以约去，不需要测量；(2)从起始点O 开始到打下B 点的过程中，重力势能的减小量ΔE p ＝mgs 2，打下B 点时，重物的速度v＝s AC 2T ＝（s 3－s 1）f 2 ，重物动能的增加量为ΔE k ＝12 mv 2＝mf 2（s 3－s 1）28； (3)由于纸带受摩擦力以及空气阻力的影响，重物需要克服阻力做功，能量损失，所以重物重力势能的减少量ΔE p 要大于重物动能的增加量为ΔE k 。
答案：(1)否 (2)mgs 2 mf 2（s 3－s 1）28(3)＞2．某实验小组利用如图甲所示的装置验证小球在斜槽上运动过程中机械能是否守恒，具体操作如下：让小球多次从斜槽上距离桌面h 高处由静止释放，小球沿斜槽下滑，记录小球的平抛轨迹，如图乙所示为平抛运动的部分轨迹。
已知重力加速度为g ，则小球的初速度v 0的表达式为______________，验证机械能守恒的表达式为____________(用已知量和图中测出的量表示)，请写出至少两条减少实验误差的办法：_______________________________________。
高中物理人教版必修第二册实验：验证机械能守恒定律
0.48
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂检测
例2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:
①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。
②用游标卡尺测出挡光条的宽度l=9.30 mm。
③由导轨标尺读出两光电门中心间的距离s=
cm。
课堂篇探究学习
探究一
1
ghAB=2 2
1 2
− 2 来验证机械
能守恒定律,不需要用到开头的点,所以这一要求就没有必要了。
1
2. 【数据处理】 在滑块下滑过程中,取相距较远的两点,计算滑
1
1
块重力势能变化 ΔEp=mgΔh、动能变化 ΔEk=2 2 2 − 2 1 2 ,如果
1
1
在实验误差允许的范围内 gΔh=2 2 2 − 2 1 2 ,则机械能守恒定律得
到验证。
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂检测
实例引导
计算滑块速度的方法、验证方法不变。
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂检测
实验误差分析与注意事项
情景导引
实验时,有同学根据自由落体运动的位移公式h=
1
2
gt2计算出纸
带上第1、2两点间的距离应该接近2 mm,所以选择纸带时一定选
择满足这一条件的纸带,你认为他说的正确吗?为什么?
要点提示:不正确。如果根据公式
J。(答案保留两位有效数
字)
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂检测
解析:(1)步骤B错,应该接到电源的交流输出端;步骤C不必要,因
为根据测量原理,重物的动能和势能表达式中都包含了质量m,可以
2022年高考物理一轮复习考点优化训练专题：22 实验：验证机械能守恒定律
2022年高考物理一轮复习考点优化训练专题：22 实验：验证机械能守恒定律一、填空题1．（2分）（2020高一下·丰台期末）某同学利用图所示的装置，做“验证机械能守恒定律”实验。
他让质量为m的重锤拖着纸带，从某高度处由静止开始自由下落。
打点计时器在纸带上打出一系列的点，如图所示。
将第一个点记作O，另选连续的三个点A、B、C作为计数点，测量得到OB的距离为h，AC的距离为x。
已知相邻计数点间的时间间隔为T，重力加速度为g。
在打点计时器打下O、B两点的时间间隔内，重锤重力势能的减少量为，重锤的动能增加量为。
二、实验探究题2．（4分）（2020高一下·内江期末）用如图甲实验装置来“验证机械能守恒定律”。
物体m2从高处由静止开始下落，m1向上拖着纸带打出一系列的点，对纸带上的点距进行测量，即可“验证机械能守恒定律”。
图乙给出的是实验中获取的一条理想纸带：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），质量m1=50g、m2=150g，g取9.8m/s2，交流电的频率为50Hz，结果保留三位有效数字。
则：（1）（1分）在纸带上打下计数点“5”时的瞬时速度v=m/s；（2）（3分）在打点0~5过程中，系统动能的增量ΔE K=J，系统重力势能的减少量ΔE P=J，由此得出的结论是在：实验误差允许范围内，。
3．（5分）（2020高一下·眉山期末）用如图所示实验装置验证机械能守恒定律，小铁球从光电门A正上方自由下落，依次经过光电门A、B时，毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间t1、t2，测出AB之间的距离h。
（1）（2分）为了验证机械能守恒定律，还需要测量下列哪个物理量______；A．小铁球的质量mB．小铁球从A到B的下落时间t ABC．小铁球的直径d（2）（3分）小铁球依次通过光电门A、B时的瞬时速度v1=、v2=，若满足的关系式，则机械能守恒。
4．（5分）（2020高一下·绵阳期末）如图甲所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。
2020年高三物理二轮复习强基础专题五：动能定理 能量守恒定律(含答案解析)
强基础专题五：动能定理能量守恒定律一、单选题1.如图，两根相同的轻质弹簧，沿足够长的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部挡板上，斜面固定不动。
质量不同，形状相同的两物块分别置于两弹簧上端。
现用外力作用在物块上，使两弹簧具有相同的压缩量，若撤去外力后，两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧，则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程，两物块（）A．最大速度相同 B．最大加速度相同C．上升的最大高度不同 D．重力势能的变化量不同2.如图所示，传送带足够长，与水平面间的夹角，并以的速度逆时针匀速转动着，在传送带的A端轻轻地放一个质量为的小物体，若已知物体与传送带之间的动摩擦因数，（）则下列有关说法正确的是（）A．小物体运动1s后，受到的摩擦力大小不适用公式B．小物体运动1s后加速度大小为2 m/s2C．在放上小物体的第1s内，系统产生50J的热量D．在放上小物体的第1s内，至少给系统提供能量70J才能维持传送带匀速转动3.运输人员要把质量为，体积较小的木箱拉上汽车。
现将长为L的木板搭在汽车尾部与地面间，构成一固定斜面，然后把木箱沿斜面拉上汽车。
斜面与水平地面成30o角，拉力与斜面平行。
木箱与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。
则将木箱运上汽车，拉力至少做功（）A． B． C． D．4.把质量为m的小球（可看做质点）放在竖直的轻质弹簧上，并把小球下按到A的位置（图甲），如图所示。
迅速松手后，弹簧把小球弹起，球升至最高位置C点（图丙），途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态（图乙）。
已知AB的高度差为h1，BC 的高度差为h2，重力加速度为g，不计空气阻力。
则（）A．小球从A上升到B位置的过程中，动能增大B．小球从A上升到C位置的过程中,机械能一直增大C．小球在图甲中时，弹簧的弹性势能为D．一定有5.如图所示，将质量为的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为。
现将小环从止释放，当小环沿直杆下滑距离也为时（图中B处），下列说法正确的是（重力加速度为g）（）A．小环减少的机械能人于重物增加的机械能B．小环到达B处时，重物上升的高度也C．小环在B处的速度为D．小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于6.如右图甲所示，质量m＝1kg的物块（可视为质点）以v0＝10m/s的初速度从粗糙斜面上的P点沿斜面向上运动到达最高点后，又沿原路返回，其速率随时间变化的图像如图乙所示，已知斜面固定且足够长．且不计空气阻力，取g＝10m/s2．下列说法中正确的是（）A．物块所受的重力与摩擦力之比为3 ：2B．在t＝1s到t＝6s的时间内物块所受重力的平均功为50WC．在t＝6s时物体克服摩擦力做功的功率为20WD．在t＝0到t＝1s时间内机械能的变化量大小与t＝1s到t＝6s时间内机械能变化量大小之比为1 ：57.蹦极是一项既惊险又刺激的运动，深受年轻人的喜爱。
2020届高考物理二轮专题训练试题：重力做功与重力势能
高中物理大题集练——重力做功与重力势能1、如图甲所示，在竖直平面内有一个直角三角形斜面体，倾角θ为300，斜边长为x0，以斜面顶部O点为坐标轴原点，沿斜面向下建立一个一维坐标x 轴。
斜面顶部安装一个小的滑轮，通过定滑轮连接两个物体A、B（均可视为质点），其质量分别为m1、m2，所有摩擦均不计，开始时A处于斜面顶部，并取斜面底面所处的水平面为零重力势能面，B物体距离零势能面的距离为；现在A物体上施加一个平行斜面斜向下的恒力F，使A由静止向下运动。
当A向下运动位移x0时，B物体的机械能随轴坐标的变化规律如图乙，则结合图象可求：（1）B物体最初的机械能E1和上升x0时的机械能E2；（2）恒力F的大小。
2、右图所示的实验装置验证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．如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所示。
已知m1＝50 g、m2＝150 g，则（计算结果均保留两位有效数字）（1）在纸带上打下计数点5时的速度v＝______m/s；（2）在打下第“0”到打下第“5”点的过程中系统动能的增量ΔE k＝________ J，系统势能的减少量ΔE p＝______J；（取当地的重力加速度g＝10 m/s2）（3）若某同学作出v2－h图象如图所示，则当地的重力加速度g＝________m/s2。
.3、一质量为m=40kg的小孩站在电梯内的体重计上，电梯从t=0时刻由静止开始上升，在0到6s内体重计示数F的变化如图所示。
试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加速度g=10m/s2。
4、与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图1所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用图2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5.00×10﹣2s、2.00×10﹣2s．已知滑块质量为2.00kg，滑块沿斜面方向的宽度为5.00cm，光电门1和2之间的距离为0.540m，g=9.80m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度．①滑块通过光电门1时的速度v1= m/s，通过光电门2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．（计算结果保留3位有效数字）．5、如图所示，把质量为0.5kg的石块从30m高处的A点以300角斜向上方抛出,初速度是v0=5m/s（不计空气阻力，取g=10m/s2）求：（1）石块在A点时具有的重力势能（以地面为参考平面）;（2）石块落地时速度是多大.6、一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图（a）所示。
人教版高中物理一轮总复习课后习题 第5单元 机械能 实验练7验证机械能守恒定律
实验练7验证机械能守恒定律1.(浙江台州期末)某实验小组利用如图甲所示的装置验证系统机械能守恒定律,已知弹簧的劲度系数为k,原长为L0,钩码的质量为m。
已知弹簧的kx2,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量,弹性势能表达式为E p=12当地的重力加速度大小为g。
甲(1)要完成该实验,除了图甲中器材以外,还必需的器材是。
A.低压直流电源B.刻度尺C.秒表(2)在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置,此时弹簧的长度为L。
接通打点计时器电源,从静止释放钩码,弹簧收缩,得到了一条点迹清晰的纸带。
钩码加速上升阶段的部分纸带如图乙所示,纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T(在误差允许范围内,认为释放钩码的同时打出A点)。
从打下A 点到打下F点时间内,弹簧的弹性势能减少量为。
乙丙计算F点对应的速度,但小组内另(3)实验小组中的小王同学利用v F=h6-h42T一位同学却认为钩码的运动并非匀加速运动,故此计算方法存在误差,计算值比真实值(选填“偏大”或“偏小”)。
(4)利用计算机软件对实验数据进行处理,得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系如图丙所示。
由图丙可知,随着h增加,两条曲线在纵向的间隔逐渐变大,可能原因是。
2.(浙江温州二模)(1)在下列实验中,需要用到打点计时器的有。
A.探究平抛运动的特点B.探究加速度与力、质量的关系C.用单摆测重力加速度大小D.探究向心力大小表达式(2)在验证机械能守恒定律的实验中,实验装置如图1所示。
按照正确操作得到如图2所示的纸带。
其中打O点时释放物体,计数点A、B、C是打点计时器连续打下的三个点。
已知打点计时器的电源频率为50 Hz,重物质量为200 g,当地重力加速度g取9.80 m/s2。
①实验桌上放着如图3所示的三个物体甲、乙、丙,则实验装置中的重物应选择(选填“甲”“乙”或“丙”)。
②在纸带OB段,重物的重力势能减少量为 J(结果保留三位有效数字)。
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2020届高三高考二轮复习专项练习实验：验证机械能守恒定律一、实验题1．如图（甲）所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为d 、质量为m 的金属小球由A 处从静止释放,下落过程中能通过A 处正下方、固定于B 处的光电门，测得A 、B 间的距离为H （H >>d ），光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t ，当地的重力加速度为g ．则：（1）如图（乙）所示，用游标卡尺测得小球的直径d =________mm ．（2）小球经过光电门B 时的速度表达式为__________．（3）多次改变高度H ，重复上述实验，作出随H 的变化图象如图（丙）所示，当图中已知量t 0、H 0和重力加速度g 及小球的直径d 满足以下表达式：_______时，可判断小球下落过程中机械能守恒．2．某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。
B 处固定着一光电门，带有宽度为d 的遮光条的滑块，其总质量为M ，质量为:的钩码通过细线与滑块连接。
现将滑块从A 处由静止释放，遮光条经过光电门时的挡光时间为t ，已知A 、B 之间的距离为L ，重力加速度为g 。
(1)某同学用螺旋测微器测遮光条的宽度，其示数如图乙所示，则d =_______mm 。
(2)调整光电门的位置，使滑块通过B 点时钩码没有落地，则滑块由A 点运动到B 点的过程中，系统重力势能的减少量为p E ∆=_____，系统动能的增加量为k E ∆=_______。
比较p E ∆和k E ∆,若在实验误差允许的范围内相等，即可认为系统机械能守恒（以上结果均用题中所给字母表示）。
3．某实验小组设计了如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，其主要步骤如下：（1）物块P、Q用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，P底端固定了一竖直宽度为d的轻质遮光条。
托住P，使系统处于静止状态（如图所示），用刻度尺测出遮光条所在位置A与固定在铁架台上的光电门B之间的高度h。
（2）现将物块P从图示位置由静止释放，记下遮光条通过光电门的时间为t，则遮光条通过光电门时的速度大小v=___________。
（3）己知当地的重力加速度为g，为了验证机械能守恒定律，还需测量的物理量是_________（用相应的文字及字母表示）。
（4）利用上述测量的实验数据，验证机械能守恒定律的表达式是_________。
（5）改变高度h，重复实验，描绘出v2-h图象，该图象的斜率为k。
在实验误差允许范围内，若k=_________，则验证了机械能守恒定律。
4．某同学利用如图装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验．A、B是质量均为m的小物块，C是质量为M 的重物，A、B间由轻弹簧相连，A、C间由轻绳相连．在物块B下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连．当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物C的速度．整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为g．实验操作如下：(1)开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零．现释放C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C的速度为v．(2)在实验中保持A，B质量不变，改变C的质量M，多次重复第(1)步．①该实验中，M和m大小关系必需满足M______m（选填“小于”、“等于”或“大于”）②为便于研究速度v与质量M的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应______（选填“相同”或“不同”）③根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出______（选填“v2-M”、“v2-1M”或“v2-1M m”）图线．④根据③问的图线知，图线在纵轴上截距为b，则弹簧的劲度系数为______（用题给的已知量表示）．5．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/s 2．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212v 为纵轴画出了如图的图线．图线未过原点O 的原因是____________________________________________．6．用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验，如图所示。
在滑块上安装一遮光条，把滑块放在水平气垫导轨上，并通过定滑轮的细绳与钩码相连，光电计时器安装在B 处。
测得滑块(含遮光条)质量为M 钩码总质量为m 、遮光条宽度为d 、导轨上A 点到B 的距离为L ，已知当地的重力加速度g 。
将滑块在图示A 位置释放后，光电计时器记录下遮光条通过光电门的时间为△t 。
(1)选择A 到B 的物理过程，则滑块(含遮光条)与钧码组成系统重力势能的减少量为___________，动能的增量为___________。
(2)某同学通过改变A 点的位置，得到几组不同的L ，同时测出相应的△t ，他通过做L －(1t)2图象，发现该图象是过原点的一条直线，就此能否得出系统机械能守恒的结论?___________(填“能”或者“不能”)7．“落体法”是验证机械能守恒定律的主要方法之一（如图甲），某次操作得到了如图乙所示的纸带，已知打点周期为T 、重锤的质量为m ，依次测出了各计时点到第一个计时点O 的距离如图中所示，请回答下列问题：（1）打A点时重锤的速度表达式v A=_________．若已经计算出A点和E点的速度分别为v A、v E，并且选取A到E 的过程进行机械能守恒定律的验证，则需要验证的关系式为______________________．（2）如果某次实验时，发现重力势能的减小量比动能的增加量大很多，出现这种现象的原因可能是________（填序号）．A．重物质量测量得不准确B．因为阻力的作用，所以实验误差很大，但也能验证机械能守恒定律成立C．打点计时器两个限位孔不在同一条竖直线上，导致摩擦力或阻力太大导致的D．实验时出现了先放纸带，后接通电源这样的错误操作导致的8．用图甲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，滑块上固定一遮光条，滑块用绕过气垫导轨左端定滑轮的细线与钩码相连，每次滑块都从同一位置由静止释放，释放时遮光条位于气垫导轨上B位置的上方．(1)某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d＝________mm.(2)实验中，接通气源，滑块静止释放后，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为t，测得滑块质量为M，钩码质量为m，A、B间的距离为L．在实验误差允许范围内，钩码减小的重力势能mgL与___________________(用直接测量的物理量符号表示)相等，则机械能守恒．(3)下列不必要的一项实验要求是________(请填写选项前对应的字母)．A．滑块必须由静止释放B．应使滑块的质量远大于钩码的质量C．已知当地重力加速度D．应使细线与气垫导轨平行9．某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示．该同学在实验中没有记录交流电的频率f ，需要用实验数据和其他条件进行推算．（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f 和图（b ）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B 点时，重物下落的速度大小为_________，打出C 点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度的大小为________.（2）已测得1s =8.89cm ，2s =9.5.cm ，3s =10.10cm ；当重力加速度大小为9.80m/2s ，试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%．由此推算出f 为________Hz ．10．用自由落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选出的纸带如图。
其中O 是起始点，A 、B 、C 是打点计时器连续打下的3个点。
该同学用毫米刻度尺测量O 到A 、B 、C 各点的距离，并记录在图中（单位：cm ）（已知重锤的质量为0.1kg ，打点时间间隔为0.02s ）。
（1）这三个数据中不符合有效数字读数要求的是____________（填“9.51”或“12.42”或“15.7”），应记作____________cm 。
（2）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29.80m/s g ，他用AC 段的平均速度作为跟B 点对应的物体的瞬时速度，则该段重锤重力势能的减少量为_________，而动能的增加量为________（均保留三位有效数字）。
这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量_________动能的增加量（填“大于”“小于”“等于”），原因是_____________。
11．《验证机械能守恒定律》的实验采用重物自由下落的方法．（1）用公式mv 2/2=mgh ，对纸带上起点的要求是___________,为此目的，所选纸带第一、二两点间距应接近______________．（2）若实验中所用重锤的质量为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，重锤的速度v B =_______，重锤的动能E KB =_______，从开始下落起至B 点时，重锤的重力势能减小量是_________．（3）根据纸带算出相关各点的速度v ，量出下落距离h ，则以v 2/2为纵轴，以h 为横轴画出的图线是图中中的_________.12．某实验小组利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）实验中，先接通电源，再释放重物，得到下图所示的一条纸带。
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 =________。
（2）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________。