验证机械能守恒定律实验(吐血整理经典题
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。
1验证机械能守恒定律(高考物理力学实验)含答案与解析
1验证机械能守恒定律（高考物理力学实验）组卷老师：莫老师一．实验题（共50小题）1．利用气垫导轨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A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为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；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度b，结果如图2所示，由此读出b=mm；（2）某次实验测得倾角θ=30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为△E k=，系统的重力势能减少量可表示为△E p=，在误差允许的范围内，若△E k=△E p则可认为系统的机械能守恒；（用题中字母表示）（3）在上次实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的v2﹣d图象如图3所示，并测得M=m，则重力加速度g=m/s2．2．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。
（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 刚穿过圆环后的速度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。
3．用图甲所示的装置，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律，某次实验中，让质量为m 的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点迹，如图乙所示，O是打下的第一个点，取离O点较远的相邻的三个实际点A、B、C为计数点，已知m=0.1kg，打点计时器每隔0.02s打一个点。
高中物理实验【验证机械能守恒定律】内容+典例
图1图2实验:验证机械能守恒定律一、实验目的通过实验验证机械能守恒定律．二、实验原理如图1所示，质量为m 的物体从O 点自由下落，以地面作为零重力势能面，如果忽略空气阻力，下落过程中任意两点A 和B 的机械能守恒即12mv 2A ＋mgh A ＝12mv 2B ＋mgh B 上式亦可写成12mv 2B －12mv 2A ＝mgh A －mgh B . 等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加．为了方便，可以直接从开始下落的O 点至任意一点(如图1中A 点)来进行研究，这时应有：12mv 2A ＝mgh ，即为本实验要验证的表达式，式中h 是物体从O 点下落至A 点的高度，v A 是物体在A点的瞬时速度．三、实验器材打点计时器，低压交流电源，带有铁夹的铁架台，纸带，复写纸，带夹子的重物，刻度尺，导线两根．四、实验步骤1．安装置：按图2将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路．2．打纸带：将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提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方．先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落．更换纸带重复做3～5次实验．3．选纸带：分两种情况说明(1)用12mv 2n ＝mgh n 验证时，应选点迹清晰，且1、2两点间距离略小于或接近2 mm 的纸带．(2)用12mv 2B －12mv 2A ＝mg Δh 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，只要后面的点迹清晰就可选用．五、数据处理方法一：利用起始点和第n 点计算代入mgh n 和12mv 2n ，如果在实验误差允许的条件下，mgh n 和12mv 2n 相等，则验证了机械能守恒定律．方法二：任取两点计算(1)任取两点A、B测出h AB，算出mgh AB.(2)算出12mv2B－12mv2A的值．(3)在实验误差允许的条件下，若mgh AB＝12mv2B－12mv2A，则验证了机械能守恒定律．方法三：图象法从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方v2，然后以12v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据作出12v2－h图线．若在误差允许的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．六、误差分析1．本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(如空气阻力、打点计时器阻力)做功，故动能的增加量ΔE k稍小于重力势能的减少量ΔE p，即ΔE k<ΔE p，这属于系统误差．改进的办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力．2．本实验的另一个误差来源于长度的测量，属偶然误差．减小误差的办法是测下落距离时都从0点量起，一次将各打点对应的下落高度测量完，或者多次测量取平均值来减小误差．七、注意事项1．打点计时器要稳定的固定在铁架台上，打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，以减小摩擦阻力．2．应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小．3．实验中，需保持提纸带的手不动，且保证纸带竖直，待接通电源，打点计时器工作稳定后，再松开纸带．4．测下落高度时，要从第一个打点测起，并且各点对应的下落高度要一次测量完．5．速度不能用v n＝gt n或v n＝2gh n计算，因为只要认为加速度为g，机械能当然守恒，即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律，况且用v n＝gt n计算出的速度比实际值大，会得出机械能增加的结论，而因为摩擦阻力的影响，机械能应该减小，所以速度应从纸带上直接测量计算．同样的道理，重物下落的高度h，也只能用刻度尺直接测量，而不能用h n＝12gt2n或h n＝v2n2g计算得到．记忆口诀自由落体验守恒，阻力减小机械能.仪器固定竖直向，先开电源物后放.开头两点两毫米，从头验证式容易.不管开头看清晰，任取两点就可以.图象验证也很好，关键记住两坐标.例1某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中，提出了如图3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1(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_______________________________。
高考物理实验专题 验证机械能守恒定律（含答案）
高考物理专题 验证机械能守恒定律（含答案）1. 在“用DIS 研究机械能守恒定律”的实验中，用到的传感器是 传感器。
若摆锤直径的测量值大于其真实值会造成摆锤动能的测量值偏 。
（选填：“大”或“小”）。
【答案】光电门；大【解析】在实验中，摆锤的速度通过光电门进行测量，测量的速度是通过小球直径d 与挡光时间的比值进行计算，为：dv t=∆，当摆锤直径测量值大于真实值时，小球直径d 会变大，导致计算出的小球速度变大，故小球动能也会变大。
2. 如图所示，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。
①对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是______________。
A ．重物选用质量和密度较大的金属锤 B ．两限位孔在同一竖直面内上下对正 C ．精确测量出重物的质量D ．用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz 的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。
纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O 点为纸带上打出的第一个点。
重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有____________。
A ．OA 、AD 和EG 的长度 B ．OC 、BC 和CD 的长度 C ．BD 、CF 和EG 的长度 C ．AC 、BD 和EG 的长度 【答案】①AB ； ②BC 。
【解析】①重物选用质量和密度较大的金属锤，减小空气阻力，以减小误差，故A 正确；两限位孔在同一竖直面内上下对正，减小纸带和打点计时器之间的阻力，以减小误差，故B 正确；验证机械能守恒定律的原理是：21222121mv mv mgh -=，重物质量可以消去，无需精确测量出重物的质量，故C 错误；用手拉稳纸带，而不是托住重物，接通电源后，撒手释放纸带，故D 错误。
实验06 验证机械能守恒定律(解析版)
实验六 验证机械能守恒定律（解析版）1.实验原理 (1)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,但总的机械能保持不变,若物体某时刻瞬时速度为v ,下落高度为h ,则重力势能的减少量为mgh ,动能的增加量为mv 2,看它们在实验误差允许12的范围内是否相等,若相等则验证了机械能守恒定律。
(2)计算点n 速度的方法:测出点n 与相邻前后点间的距离x n 和x n+1,如图所示,由公式v n =或v n =x n +x n +12T算出。
ℎn +1-ℎn -12T2.实验器材 铁架台(含铁夹),打点计时器,学生电源,纸带,复写纸,导线,毫米刻度尺,重物(带纸带夹)。
3.实验步骤 (1)安装置:将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上,接好电路。
(2)打纸带:将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提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方,先接通电源,后松开纸带,让重物带着纸带自由下落,更换纸带重复做3~5次实验。
(3)选纸带:分两种情况说明①用m =mgh n 验证时,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12v n 2距离大于2 mm,这是由先释放纸带,后接通电源造成的,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m -m =mg Δh 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12v B 212v A 2打出的第1、2两点间的距离是否为2 mm 就无关紧要了,只要后面的点迹清晰就可选用。
4.数据分析 方法一:利用起始点和第n 点计算。
代入gh n 和,如果在实验误差允许的情况下,gh n =,则验证了机械能守恒定律。
12v n 212v n 2方法二:任取两点计算。
(1)任取两点A 、B ,测出h AB ,算出gh AB ; (2)算出-的值;12v B 212v A 2(3)在实验误差允许的情况下,若gh AB =-,则验证了机械能守恒定律。
实验验证机械能守恒定律
实验验证机械能守恒定律实验验证机械能守恒定律机械能守恒定律是物理学中非常基础的一个定律，它指出在一个封闭系统内，如果只有势能和动能之间发生转化，而不存在其他能量形式，那么整个系统的机械能保持不变。
机械能守恒定律在理论上已经得到了充分的证明，但是实验验证对于学生深入理解该定律有着非常重要的作用。
它不仅可以帮助学生理解机械能守恒定律这个概念，而且还可以帮助学生建立实验观测的实践意识和分析问题的能力。
以下是一种简单实验验证机械能守恒定律的方法：实验材料：一个弹簧，一个滑轮，若干条不同长度的线，一个重物，一个刻度尺和一个秒表。
实验过程1. 将弹簧挂在天花板上，挂一个滑轮，使用线绑在滑轮上。
2. 每条线有一个不同的长度，将重物绑在线的一端，另一端连接到滑轮上。
3. 将滑轮上的连接线放松，并让重物自由落下。
4. 使用刻度尺测量重物从滑轮位置到地面的距离，并记录下时间。
5. 重复以上步骤，但使用不同长度的线。
实验结果根据实验结果，在重物从高处自由落下时，机械能的总和（势能+ 动能）在整个过程中是保持不变的。
高度和速度之间存在着密切的关系，即重物从不同高度落下时，下落的时间和落地时的速度都不同。
在不考虑空气阻力的情况下，重物的下落速度是恒定的。
实验分析在这个实验过程中，我们可以发现，当重物从较高的位置开始自由下落时，重物的速度逐渐增加，其潜在能量以同等的速率转化为动能。
当重物到达最低点，速度达到最大值时，动能最大，而潜在能量为零。
当重物再次上升到较高的位置时，速度逐渐减慢，动能逐渐转化为潜在能量。
整个过程中，机械能总和是保持不变的。
结论实验验证机械能守恒定律，同样也验证了能量守恒定律的成立；实验结果表明，一个封闭系统内的机械能总是保持不变，能量可以相互转换而不会因为表面效应而丢失。
通过这个实验，我们可以更深入地理解和应用机械能守恒定律，而这个原理在研究力、动量、能量等方面也都有类似的应用。
同时，这个实验也为科学研究机械能守恒定律奠定了很好的基础。
验证机械能守恒定律实验测试题及解析
验证机械能守恒定律实验测试题及解析1.某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律。
一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A 点。
光电门固定在A 的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d 的遮光条。
将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t 可由计时器测出，取v ＝d t作为钢球经过A 点时的速度。
记录钢球每次下落的高度h 和计时器示数t ，计算并比较钢球在释放点和A 点之间的势能变化大小ΔE p 与动能变化大小ΔE k ，就能验证机械能是否守恒。
(1)用ΔE p ＝mgh 计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h 应测量释放时的钢球球心到________之间的竖直距离。
A ．钢球在A 点时的顶端B ．钢球在A 点时的球心C ．钢球在A 点时的底端(2)用ΔE k ＝12m v 2计算钢球动能变化的大小。
用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图所示，其读数为______cm 。
某次测量中，计时器的示数为0.010 0 s 。
则钢球的速度为v ＝________m/s 。
(3)下表为该同学的实验结果： ΔE p (×10－2 J)4.892 9.786 14.69 19.59 29.38 ΔE k (×10－2 J)5.04 10.1 15.1 20.0 29.8p k 说明理由。
(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
解析：(1)高度变化要比较钢球球心的高度变化。
2验证机械能守恒定律(高考物理力学实验)含答案与解析
2验证机械能守恒定律（高考物理力学实验）组卷老师：莫老师一．实验题（共50小题）1．某同学用如图7甲所示的装置验证机械能守恒定律，他进行的部分操作步骤如下：（1）将两光电门固定在铁架台上，如图甲；（2）用螺旋测微器测量圆柱形重锤的高度L如图乙所示，则L=mm；（3）接通光电门电源；（4）将重锤从光电门正上方由静止释放，让重锤下落并穿过两光电门；（5）若重锤通过光电门1、光电门2时，计时器记录下的时间分别为△t1、△t2．重锤的高度用L表示，若已知当地的重力加速度为g，要验证重锤从光电门1到光电门2的过程中机械能守恒，还需要测量的物理量是（写出物理量并用相关字母表示）．（6）需要验证的表达式为（用相关字母表示）．2．某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验时，实验装置如图甲所示．（1）该同学开始实验时的情形如图乙所示，接通电源释放纸带开始实验．请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方是：①；②．（2）根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，以为纵轴，画出的﹣h图象应是图丁中的．（3）将错误或不当的地方改正后，打点计时器所用交流电的频率为50Hz，该同学选取如图丙所示的一段纸带，O是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打下的点（图中未标出），各计数点到O点的距离如图所示，他对OC段进行研究．在重物下落高度h OC的过程中，重物减小的重力势能△E P=J，增加的动能△E K=J（m=0.50kg，重力加速度g=10m/s2，结果保留3位有效数字）．3．图1是“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图，以下列出了一些实验步骤：A．用天平测出重物和夹子的质量B．把打点计时器用铁夹固定放到桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直面内C．把打点计时器接在交流电源上，电源开关处于断开状态D．将纸带穿过打点计时器的限位孔，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子，让重物靠近打点计时器，处于静止状态E．接通电源，待计时器打点稳定后释放纸带，之后再断开电源F．用秒表测出重物下落的时间G．更换纸带，重新进行两次实验（1）对于本实验，以上不必要的两个步骤是和图乙为实验中打出的一条纸带，O为打出的第一个点，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），打点计时器每隔0.02s打一个点．若重物的质量为0.5kg，当地重力加速度取g=9.8m/s2，由图2所给的数据可算出（结果保留两位有效数字）：①从O点下落到B点的过程中，重力势能的减少量为J．②打B点时重物的动能为J．（2）试指出造成第（1）问中①②计算结果不等的原因是．4．如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．（1）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端上；C．用天平测量出重锤的质量；D．接通电源开关，同时放开悬挂纸带的夹子，打出一条纸带；E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；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．指出其中操作不恰当的和没有必要进行的步骤，将其选项对应的字母填在下面的横线上．（2）如图2所示，根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，使用交流电的频率为f，则根据这些条件计算下落到C点的速度表达式为：v=．（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是：．5．实验小组的同学做“验证机械能守恒定律”的实验．量角器中心O点和细线的一个端点重合，并且固定好；细线另一端系一个小球，当小球静止不动时，量角器的零刻度线与细线重合，在小球所在位置安装一个光电门．实验装置如图所示．本实验需要测的物理量有：小球的直径d，细线长度L，小球通过光电门的时间△t，小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角为θ．（1）除了光电门、量角器、细线外，实验室还有如下器材可供选用：A．直径约2cm的均匀铁球B．直径约5cm的均匀木球C．天平D．时钟E．最小刻度为毫米的米尺F．游标卡尺实验小组的同学选用了最小刻度为毫米的米尺，他们还需要从上述器材中选择（填写器材前的字母标号）．（2）测出小球的直径为d，小球通过光电门的时间为△t，可得小球经过最低点的瞬时速度v=．（3）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（用题给字母表示，当地重力加速度为g）．（4）通过改变小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角θ，测出对应情况下，小球通过光电门的速度v，为了直观地判断机械能是否守恒，应作图象．6．某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图甲所示：轻弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能骤如下：A．用天平测量出物块的质量m，按图甲所示安装好实验装置；B．向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量x；C．把纸带向左拉直，接通打点计时器电源；D．松手释放物块．（1）图乙是物块脱离弹簧后打点计时器所打出的纸带，每相邻两个计数点之间有4个点未画出．相邻计数点间的距离如图乙所示．打点计时器电源的频率为50Hz，则物块与桌面间的动摩擦因数为，这样得到的结果比动摩擦因数的真实值（填“偏大”或“偏小”）．（g=10m/s2）（2）若物块脱离弹簧时的速度为v，则弹簧被压缩时具有的弹性势能大小是．（用m、g、v、x和动摩擦因数用μ表示）7．某同学利用图示装置，验证以下两个规律：①两物块通过不可伸长的细绳相连接，沿绳方向分速度大小相等；②系统机械能守恒．P、Q、R是三个完全相同的物块，上面固定有相同的遮光片，P、Q用细绳连接，放在水平气垫导轨上．物块R系在细绳正中间，三个光电门分别放置于a、b、c 处，调整三个光电门的位置，能实现同时遮光．最初细线水平，现将三个物块由静止释放．（忽略R上的挡光片到系绳点的距离）（1）为了能完成实验目的，除了记录P、Q、R三个遮光片的遮光时间t1、t2、t3外，还必需测量的物理量有（多选）；A．P、Q、R的质量MB．两个定滑轮间的距离dC．R的遮光片到c的距离HD．遮光片的宽度x（2）经过测量发现t1=t2，若要验证物块R沿绳方向分速度与物块P速度大小相等，则验证表达式为；（4）若已知当地重力加速度g，则验证系统机械能守恒的表达式为．8．小明同学利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律．A为装有挡光片的钩码，总质量为M，挡光片的挡光宽度为b，轻绳一端与A相连，另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为M的重物B相连．保持A、B静止，测出A的挡光片下端到光电门的距离h，然后将质量为m的小物体放在A上（图中没有画出），A下落过程中经过光电门，光电门可测出挡光片的挡光时间t，算出挡光片经过光电门的平均速度．将其视为A下落h（h＞＞b）时的速度，重力加速度为g．（1）在A从静止开始下落h的过程中，验证以A、B、m、地球所组成的系统机械能守恒定律的表达式为（用题目所给物理量的符号表示）；（2）由于光电门所测的平均速度与物体A下落h时的瞬时速度v间存在一个差值，因而系统减少的重力势能系统增加的动能（选填“大于”或“小于”）；（3）利用此装置还可以测得当地的重力加速度．具体的做法为：改变m的大小，A下落的加速度也将跟着变化．A下落的加速度用b、t、h表示的表达式为a=．经过几次重复实验，得到多组a、m数据，画出﹣的图象如图乙所示，已知图中直线的斜率为k，纵轴截距为b，可求出当地的重力加速度g=，并可求出A、B的质量M=．（用k和b表示）9．利用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，设计了以下的四种测量方案：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v．B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=计算出瞬时速度v．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v，并通过h=v2/2g计算出高度h．D．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．以上方案中只有一种正确，正确的是．（填入相应的字母）在实验中，某同学根据实验测得的数据，通过计算发现，重锤在下落过程中，重锤动能的增加量略大于重锤势能的减少量，若实验测量与计算均无错误，则出现这一问题的原因可能是A．重锤的质量偏大B．交流电源的电压偏高C．交流电源的频率小于50HzD．重锤下落时受到的阻力过大．10．某同学利用如图甲所示实验装置验证机械能守恒．半圆盘固定在竖直平面内，盘面的水平刻度线标注着距离悬挂点O的高度，金属小圆柱拉至水平位置（h=0），然后由静止释放，小圆柱依次通过固定在不同高度h的光电门，记录小圆柱经过各光电门所用时间，已知当地重力加速度为g，（1）为计算出相应速度v，该同学用螺旋测微器测量出小圆柱的直径d，测量示数如图乙所示，则d=mm．（2）该同学用横坐标表示h，纵坐标应表示（选填“v”或“v2”）从而可以得到一条过原点的直线．他求出图象斜率为k，当k=时，则可验证小圆柱摆动过程中机械能是守恒的．11．图1是“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图，以下列出了一些实验步骤：A．用天平测出重物和夹子的质量B．把打点计时器用铁夹固定放到桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直面内C．把打点计时器接在交流电源上，电源开关处于断开状态D．将纸带穿过打点计时器的限位孔，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子，让重物靠近打点计时器，处于静止状态E．接通电源，待计时器打点稳定后释放纸带，之后再断开电源F．用秒表测出重物下落的时间G．更换纸带，重新进行两次实验（1）对于本实验，以上不必要的两个步骤是和图2为实验中打出的一条纸带，O为打出的第一个点，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），打点计时器每隔0.02s打一个点．若重物的质量为0.5kg，当地重力加速度取g=9.8m/s2，由图乙所给的数据可算出（结果保留两位有效数字）：①从O点下落到B点的过程中，重力势能的减少量为J．②打B点时重物的动能为J．（2）试指出造成第（1）问中①②计算结果不等的原因是．12．某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象．（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的△t1△t2（选填“＞”、“=”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平．（2）用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d=mm．（3）滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若△t1、△t2和d已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出和（写出物理量的名称及符号）．（4）若上述物理量间满足关系式，则表明在上述过程中，滑块和砝码组成的系统机械能守恒．13．某活动小组利用图（a）所示装置探究机械能守恒定律．实验开始时，直径为d的小钢球被电磁铁吸住，断开开关，钢球由静止开始下落．测得钢球静止时球心到光电门中心的距离为h．由数字计时器测出钢球通过光电门的时间为△t，已知当地的重力加速度为g，试完成如下实验内容：（1）利用螺旋测微器测出钢球的直径，读数如图（b）所示，则d=mm （2）钢球通过光电门时的速度表达式为（用题中所给物理量的符号表示）；（3）要验证机械能守恒，需要比较和在误差范围内是否相等（用题中所给物理量的符号表示）．14．如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置示意图，现有的器材为：带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平、交流电源．请回答下列问题：（1）为完成此实验，除了现有的器材外，还需要的器材有；（2）关于本实验，在操作过程准确无误的情况下，下列说法中正确的是．A．实验时一定要称出重锤的质量B．实验中测得重锤重力势能的减少量△E p略大于它动能的增加量△E k，是因为阻力做功造成的C．如果纸带上打下的第1、2点模糊不清，则无论用何种方法处理数据，该纸带都不能用于验证机械能守恒定律D．处理实验数据时，可直接利用打下的连续实际点迹作为“计数点”（3）若按实验要求选出合适的纸带进行测量，量得连续三个计数点A、B、C到第一个点O的距离如图2所示（相邻两点时间间隔为0.02s），当地重力加速度的值为9.80m/s2，重锤质量为0.500kg，那么打下点B时重锤的速度v B=m/s，从O到B的过程中重力势能减少量△E p=J（计算结果均保留三位有效数字）．15．利用如图1所示的实验装置探究重锤下落过程中动能与重力势能的转化问题，实验操作步骤如下：A．按实验要求安装好实验装置；B．使重锤靠近打点计时器；C．同时接通电源和释放纸带，打点计时器在纸带上打下一系列的点；D．重复上述实验步骤，得到多条纸带，从中选取一条符合实验要求的纸带，O 点为打点计时器打下的第一点，分别测出若干连续点A、B、C…与O点之间的距离．（1）上述操作中错误的一项是，应该改为；（2）已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，重锤质量为m=0.1kg，重力加速度g=9.8m/s2，纠正实验操作中错误后，得到一条较为理想的纸带如图2所示，O点为打点计时器打下的第一点，分别测得点A、B、C…与O点之间的距离h1=19.20cm，h2=23.23cm，h3=27.65cm，则打点计时器打B点时重锤下落的速度大小为m/s，打点计时器从打O点到打B点的过程中，重锤增加的动能为J，减少的重力势能为J（结果均保留两位小数）．16．利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验．①除带夹子的重锤、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、交流电源、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的一种器材是A．游标卡尺B．刻度尺C．天平（含砝码）D．弹簧秤②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，重物的重力势能减少量△E p=，动能增加量△E k=．③某同学想用图象来研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量各点到起始点0的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2﹣h图象，则下列说法正确的是A．可以利用公式v=gt计算重物在各点速度B．可以利用公式v=计算重物在各点的速度C．图象是一条直线就说明机械能一定守恒D．只有图象近似是一条过原点的直线且斜率接近2g才能说明机械能守恒．17．如图所示，滑块上的遮光条宽度为d，两光电门间的距离为L，气源开通后滑块在牵引力的作用下先后通过两个光电门的时间分为△t1和△t2．（l）用上述装置测量滑块加速度a的表达式为（用已知量表示）；（2）还可以用上述装置来验证系统的机械能是否守恒，若在进行数据分析时发现系统增加动能总是大于钩码减少的重力势能，可能的原因是（写出一种原因即可）．18．用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律．已知打点计时器打点频率f=50 Hz．（1）实验中得到的一条纸带如图乙所示，第一个打点栎记为D，选择点迹清晰且便于测量的连续5个点，标为A、B、C、D、E，测出A、C、E到O点的距离分别为d1=9.51cm、d2=15.71cm、d3=23.47cm．重物质量为0.5 kg，当地重力加速度g=9.80 m/s2．现选取重物在OC段的运动进行数据处理，则OC段重力势能减少量为J，动能增加量为J（计算结果均保留两位有效数字）．（2）如果测得纸带上第一个和第二个打点间的距离大约是6mm，出现这种情况可能的原因是．A．重锤的质量过大B．电源电压偏大C．先释放纸带后接通打点计时器D．打点计时器没有竖直固定．19．如图甲所示，某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，悬线下吊着磁铁A，磁铁的磁性较强，A下端吸着一个小铁球C，磁铁长度和小球的大小不计，B 是固定挡板，测出静止时球离开地面的高度h1，悬点O到球的距离L，将球拉离竖直位置到某一位置，悬线拉直，用米尺测出这时球与尺的接触点离天花板的高度h2，释放小球，让小球与磁铁一起做圆周运动，到最低点时磁铁与挡板碰撞后小球由于惯性继续向前做平抛运动，测出小球做平抛运动的水平位移x，当地的重力加速度为g．（1）磁铁与挡板碰撞前的一瞬间速度的大小为．（2）要验证竖直圆周运动是否机械能守恒，只要验证等式成立即可．（3）若实验测得重力势能的减少量大于动能的增加量，导致误差的原因可能有（写出两个原因）、．（4）改变小球开始释放的高度，记录多组释放点距天花板的高度h2和小球做平抛运动水平位移x建立坐标系，在坐标纸上描点作图，图象如乙图所示，也可验证机械能守恒定律，则应做出的实验图象是（填选项前的符号）．A、x﹣h1图象B、x2﹣h2图象C、x﹣h2图象D、x2﹣（L﹣h2）图象．20．图1是验证机械能守恒定律的实验，小球由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定在O点，在最低点附近放置一组光电门，光电门与小球摆到最低点时的球心在同一高度．将轻绳拉至水平后由静止释放，测出小球通过光电门的挡光时间△t，再用10分度游标卡尺测出小球的直径d，如图2所示，重力加速度为g，则（1）小球的直径d=cm；（2）利用该装置验证机械能守恒定律，测定小球的质量（填“需要”或“不需要”）（3）测出悬线长度为l，若等式成立，则说明小球下摆过程机械能守恒（等式用题中各物理量字母表达）．21．某实验中学的物理兴趣实验小组利用如图甲所示的实验装置验证系统的机械能守恒定律．将一气垫导轨倾斜地固定在水平桌面上，导轨的倾角为θ，在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮，在靠近滑轮的B处固定一光电门，将质量为m 的小球通过一质量不计的细线与一带有遮光板的总质量为M的滑块相连接．现将带有遮光板的滑块由气垫导轨的A处由静止释放，通过计算机测出遮光板的挡光时间为t，用游标卡尺测出遮光板的宽度为b，用刻度尺测出A、B之间的距离为d．假设滑块在B处的瞬时速度等于挡光时间t内的平均速度．由以上的叙述回答下列问题：（1）若游标卡尺的读数如图乙所示，则遮光板的宽度为mm；（2）滑块到达光电门B处的瞬时速度v B为=；（用字母表示）（3）如果该小组的同学测得气垫导轨的倾角θ=30°，在滑块由A点运动到B点的过程中，系统动能增加量△E k为，系统重力势能减少量△E p为，若在误差允许的范围内△E k=△E p，则滑块与小球组成的系统机械能守恒．重力加速度用g表示．（以上结果均用字母表示）（4）在验证了机械能守恒定律后，该小组的同学多次改变A、B间的距离d，并作出了v2﹣d图象，如图丙所示，如果M=m，则g=m/s2．22．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个点（图2中未标出）．计数点的距离如图2所示，已知m1=50g、m2=150g，则（已知当地重力加速度g=9.8m/s2，结果保留两位有效数字）（1）在纸带上打下计数点5时的速度v=m/s；（2）在打点0～5过程中系统动能的增量△E k=J，系统势能的减少量△Eφ= J．由此得出的结论是。
高考物理总复习 实验七 验证机械能守恒定律
回答下列问题： (1)实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为___0_.9_8_0__ J(保留3 位有效数字)； (2)步骤④中的表格所缺数据为__0_._58_8___；
解析：(1)实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量 ΔEp＝4mgL＝4×0.05 kg×9.80 m/s2×0.50 m＝0.980 J.
先释放重物，再接通打点计时器的电源 大于
考点二 拓展创新型实验 例2 [2021·河北卷，12]某同学利用图1中的实验装置探究机械能变化 量与力做功的关系．所用器材有：一端带滑轮的长木板、轻细绳、50 g的钩码若干、光电门2个、数字计时器、带遮光条的滑块(质量为200 g，其上可放钩码)、刻度尺．当地重力加速度为9.80 m/s2.实验操作步
3．[2021·山东卷，13]某乒乓球爱好者，利用手机研究乒乓球与球台 碰撞过程中能量损失的情况．实验步骤如下：
①固定好手机，打开录音功能； ②从一定高度由静止释放乒乓球； ③手机记录下乒乓球与台面碰撞的声音，其随时间(单位：s)的变化 图像如图所示．
根据声音图像记录的碰撞次序及相应碰撞时刻，如下表所示．
A．工作电压偏高 B．存在空气阻力和摩擦力 C．接通电源前释放了纸带
【跟进训练】 1.“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示．
(1)甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图乙所示， 其中O点为打点计时器打下的第一个点．从纸带上A点开始每隔一个 点取一个计数点，取得两个计数点B和C.该同学用刻度尺测得OA＝ 9.62 cm，OB＝15.89 cm，OC＝23.64 cm.已知打点计时器每0.02 s打一 个点，重物的质量为m＝1.00 kg，取g＝9.80 m/s2.在OB段运动过程中， 重物重力势能的减少量ΔEp＝___1_.5_6___ J，重物动能的增加量ΔEk＝ ___1_.5_3___ J．(结果保留3位有效数字)
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＝______________。
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＝______________。
专题36 验证机械能守恒定律(解析版)
2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训专题36 验证机械能守恒定律特训目标特训内容目标1 利用打点计时器验证机械能守恒定律（1T—4T）目标2 利用光电门验证机械能守恒定律（5T—8T）目标3 利用单摆验证机械能守恒定律（9T—12T）目标4 利用竖直面内圆周运动验证机械能守恒定律（13T—16T）一、利用打点计时器验证机械能守恒定律1．某同学用如图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”。
实验所用的电源为学生电源，可以提供输出电压为6 V的交变电流和直流电流，交变电流的频率为50 Hz。
重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。
（1）他进行了下面几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器材；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 ．先接通电源，后释放纸带，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其增加的动能。
其中没有必要进行的步骤是________，操作不当的步骤是________（均填步骤前的选项字母）。
（2）这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图乙所示，其中O 点为起始点，A 、B 、C 、D 、E 、F 为六个计时点。
根据纸带上的测量数据，可得出打B 点时重锤的速度为________ m/s （保留3位有效数字）。
（3）他根据纸带上的数据算出各点的速度v ，量出下落距离h ，并以22v 为纵轴、h 为横轴画出的图像应是下图的________（填选项字母）。
【答案】 C B 1.84 C 【详解】（1）[1]实验只需比较gh 和22v 的大小关系，不需要测量质量，所以没有必要进行的步骤是C 。
[2]应将打点计时器接到电源的“交流输出”上，所以操作不当的步骤是B 。
（2）[3]打B 点的速度即为AC 段的平均速度，即=1.84m/s 2B AC v T x （3）[4]根据12mv 2＝mgh 可知，12v 2与h 成正比，故ABD 错误；C 正确。
高考物理《实验：验证机械能守恒定律》真题练习含答案
高考物理《实验：验证机械能守恒定律》真题练习含答案1.利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验．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动能变化量与势能变化量．(1)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带．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)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 计算重物速度B ．利用公式v ＝2gh 计算重物速度C ．空气阻力和摩擦力的影响D ．没有采用多次实验取平均值的方法(3)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O 的距离h ，计算对应计数点的重物速度v ，描绘v 2h 图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，图像斜率满足k ＝________，则重物下落过程中机械能守恒．答案：(1)mgh B m （h C －h A ）28T 2(2)C (3)2g 解析：(1)从打O 点到打B 点的过程中，重物的重力势能减少量ΔE p ＝mgh B .B 点的速度v B ＝hC －h A 2T ，则动能的增加量为ΔE k ＝12 m v 2B ＝m （h C －h A ）28T 2. (2)验证性实验中若重物的速度采用选项A 、B 的方法计算得出，则会出现重力势能的减少量等于动能的增加量，A 、B 错误；由于纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能会大于动能的增加量，C 正确；多次实验取平均值的方法可以减小偶然误差，对系统误差没有效果，D 错误．(3)若机械能守恒，则有mgh ＝12m v 2，可得v 2＝2gh ，则此时v 2 h 图像是过原点的一条直线，图像的斜率为2g .2．[2024·海南省天一大联考]某同学利用频闪照相机和气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验，实验装置如图1所示．实验的主要步骤如下：A.用天平测出滑块的质量m ＝0.2 kg ；B ．将安装有刻度尺的气垫导轨调整到倾角θ＝24°的倾斜状态(sin 24°＝0.4)；C ．将滑块从导轨的顶端由静止释放，使用频闪照相机对滑块进行拍摄，频闪照相机每隔T ＝0.05 s 拍摄一次．某次拍摄后得到的照片如图2所示，该同学在实验中测得影像间对应的实际距离分别为s 1＝2.42 cm ，s 2＝3.41 cm ，s 3＝4.37 cm ，s 4＝5.34 cm.已知当地的重力加速度g ＝9.8 m/s 2.结合以上实验数据，完成下列填空：(计算结果均保留三位有效数字)(1)滑块在位置B 时的速度大小为________ m/s.(2)滑块由B 运动至D ，重力势能的减小量为________ J ，动能的增加量为________ J ，在误差允许的范围内，认为滑块下滑过程机械能守恒．(3)写出两条产生误差的可能原因：①____________________；②____________________．答案：(1)0.583 (2)6.10×10－2 6.03×10－2 (3)空气阻力的作用 读取数据时产生读数误差解析：(1)滑块做匀变速运动，在位置B 时有v B ＝（s 1＋s 2）2T，代入数据得v B ＝0.583 m/s. (2)滑块由B 运动至D ，重力势能的减少量ΔE p ＝mg (s 3＋s 2)·sin 24°＝6.10×10－2 J ，滑块在D 点的速度大小v D ＝（s 3＋s 4）2T ，解得v D ＝0.971 m/s ，动能的增加量ΔE k ＝12m (v 2D －v 2B )，解得ΔE k ＝6.03×10－2 J.(3)滑块在下滑过程中受空气阻力作用，产生误差或读取刻度尺上滑块对应位置距离时产生读数误差．3．[2024·江西省南昌市期中考试]用如图甲所示的实验装置验证质量分别为m 1、m 2的物体A 、B 组成的系统机械能守恒．物体B 从高处由静止开始下落，物体A 上拖着的纸带打出一系列的点，如图乙所示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个点未画出，计数点间的距离如图所示．已知m 1＝50 g ，m 2＝150 g ．(打点计时器打点周期为0.02 s ，g 取9.8 m/s 2)(1)在打0～5点的过程中系统动能的增加量ΔE k ＝________ J(保留三位有效数字)，系统重力势能的减少量ΔE p ＝________ J ，(保留三位有效数字)由此得出的结论是在误差允许范围内，A 、B 组成的系统机械能守恒．(2)若某同学作出12v 2h 图像如图丙所示，则实验测出当地的重力加速度g ＝________ m/s 2.(保留三位有效数字)答案：(1)0.576 0.600 (2)9.70解析：(1)打点计时器打点周期为0.02 s ，每相邻两计数点间还有4个点未画出，则相邻计数点间的时间间隔为T ＝5×0.02 s ＝0.1 s ，由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得，打下点5时，速度大小为v 5＝x 462T ＝（21.60＋26.40）×10－22×0.1 m/s ＝2.40 m/s ，系统动能的增加量ΔE k ＝12(m 1＋m 2)v 25 ＝0.576 J ，系统重力势能的减少量ΔE p ＝(m 2－m 1)gh 5＝0.600 J.(2)系统机械能守恒，由机械能守恒定律得(m 2－m 1)gh ＝12 (m 1＋m 2)v 2，解得12v 2＝（m 2－m 1）g （m 1＋m 2） h ，结合12 v 2h 图像有（m 2－m 1）g （m 1＋m 2）＝5.821.20 ，解得g ＝9.70 m/s 2.。
验证机械能守恒定律练习及答案
实验（6） 验证机械能守恒定律知识梳理一、实验目的验证机械能守恒定律.二、实验器材铁架台、夹子、打点计时器、学生电源、纸带及复写纸片、毫M 刻度尺、重物（可用钩码代替）.三、实验原理 物体在自由下落时，如果重力势能的减少等于动能的增加，也就是从下落起点计算mgh mv =221，即验证了机械能守恒定律，由于是同一物体，只需gh v =221，其中物体下落的即时速度v 和下落的高度h ，根据打点计时器在自由下落的重物所拖带的纸带上记录下来的运动情况，以及运用匀变速直线运动的特点“某段位移上的平均速度等于其中间时刻的瞬时速度”来确定.四、实验步骤1.把电磁打点计时器竖直地固定在铁架台上，打点计时器的两根导线接在低压交流电源上.2.将纸带固定在重锤上，让纸带穿过打点计时器，手提着纸带使重锤靠近打点计时器，如图5-6-1所示.图5-6-13.接通电源，释放纸带让重物自由下落，计时器就在纸带上打出一系列点来.4.换几条纸带，重复上述步骤.5.在打出的纸带中选择点迹清晰，第1、2点间距约为2毫M 的纸带测量h 1、h 2……h n ，如图5-6-2所示，算出v 1、v 2、v 3……v n 填入实验记录表格中.图5-6-26.在起始点标上0，在以后各点依次标上1、2、3……用刻度尺测出对应下落高度h 1、h 2……h n ，利用公式Th h v n n n 211-+-=计算出点1、点2、点3……的瞬时速度v 1、v 2、v 3……v n .交流与思考:在计算n 点的速度时，能否可以利用v n =g n T 计算求得？提示:若利用公式v n =gnT 计算第n 点的瞬时速度，说明物体下落的加速度为g ，在此前提下机械能一定守恒，不需实验验证.所以本实验需要的物体在某一时刻的实际速度，应由纸带上的数据求解，而不是利用公式v n =gnT 计算求得.五、验证机械能守恒的几种方法方法一：利用起始点和第n 点计算.代入gh n 和221n v ，如果在实验误差允许的条件下，gh n 和221n v 相等，则验证了机械能守恒定律.方法二：任取两点计算（1）任取两点A 、B 测出h AB ，算出gh AB .（2）算出222121A B v v -的值. （3）在实验误差允许的条件下，若222121A B AB v v gh -=相等，则验证了机械能守恒定律.方法三：图象法.从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h ，并计算各点速度的平方v 2，然后以221v 为纵轴，以h 为横轴，根据实验数据绘出h v -221图线.若在误差允许的范围内图象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.交流与思考:为何要挑选第一、二点间距接近2 mm 的纸带？以上三种方法中是否都要求这一条件？提示:因为本实验以自由下落的起始点为起点O ，要确保打第一个点时初速度为零.即在理想情况下第1点与O 点的距离为重锤下落0.02 s 的位移，由自由落体运动公式可得1.96mm m 02.08.9212122=⨯⨯==gt h .而实际上从下落开始到打下第1点的时间间隔一般要小于0.02 s ，第1点与O 点的距离越接近2 mm ，说明0、1两点间的时间间隔越接近0.02 s ，实验误差越小.由于方法（1）（3）都是以O 点为起点，要保证O 点速度为零，所以必须要挑选第一、二点间距接近2 mm 的纸带.但是方法（2）研究任意两点间是否机械能守恒，物体初速度是否为零并不影响，所以纸带上第一、二点间距是否接近2 mm 对实验没有影响.六、实验注意事项（1）打点计时器安装时，必须使纸带两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力.（2）实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源，让打点计时器工作正常后才松开纸带让重锤下落，以保证第一个点是一个清晰的点.（3）选用纸带时应尽量挑选第一、二点间距接近2 mm 的纸带.（4）测量下落高度时，必须从起始点算起，不能搞错，为了减小测量h 值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远一些，纸带的有效长度可在60 cm ～80 cm.（5）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.七、误差分析1.本实验中因误差和纸带在下落过程中要克服各种阻力（空气阻力、打点计时器阻力）做功，故动能的增加量ΔE k 稍小于重力势能的减小量ΔE p ，即ΔE k <ΔE p 属于系统误差.改进的方法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力.2.本实验的另一个误差来源于长度的测量，属于偶然误差.减小误差的办法是测下落距离时都从O 点量起，一次将各打点对应的下落高度测量完，或者多次测量取平均值来减小误差.3.实验中能否保证纸带上第一、二个实验点间距等于2 mm ，以确保打第一个点时，重物的速度为零，也是造成误差的原因之一.典例精析1.实验步骤与注意事项的考查【例1】 (2009东北师大附中摸底，14)用如图5-6-3所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源，输出电压为6 V 的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即验证机械能守恒定律.图5-6-3（1）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是________________.（将其选项对应的字母填在横线处）（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a 的数值.如图5-6-4所示，根据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点A 、B 、C 、D 、E ，测出A 距起始点O 的距离为s 0，点A 、C 间的距离为s 1，点C 、E 间的距离为s 2，使用交流电的频率为f ，根据这些条件计算重锤下落的加速度a ＝________________.图5-6-4（3）在上述验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是在重锤下落的过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小.若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g ，还需要测量的物理量是________________.试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F ＝________________.思路点拨：（1）可对照实验注意事项和围绕减小误差考虑.（2）不论是考查原实验，还是在原实验基础上创新考查，一定要注意分析实验原理（或物理规律），建立好物理模型.解读：（1）因本实验中是通过比较重锤的重力势能减小量mgh n 和动能221n mv 增加量的大小来达到验证的目的，对于同一个研究对象（重锤）来说，质量是一定的，故只需比较gh n 和221n v 就能达到目的，选项C 是没必要的.选项B 、D 是错误的，应将打点计时器接到电源的“交流输出”上；释放悬挂纸带的夹子，先接通电源开关再释放一条纸带.（2）因Δs =aT 2，所以4)(2122f s s T s a -∆=. （3）由牛顿第二定律得平均阻力F =mg －ma ，所以应测量重锤的质量m ，代入加速度得]4)([212f s s g m F --= 或由动能定理得2101021)()(mvc s s F s s mg =+-+ 又因为Ts s v C 421+= 由以上两式得])(32)([102221s s f s s g m F ++-=. 答案：（1）BCD （2）4)(2122f s s T s -∆ （3）重锤的质量m]4)([212f s s g m --或])(32)([102221s s f s s g m ++- 点评：解决实验题时，首先应弄清实验原理和误差来源，然后针对具体题目进行全面分析.只有从原理上着手，问题的解决才有依据，绝不能死记实验步骤和注意事项.2.实验原理与数据处理【例2】在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用的电源的频率为50 Hz ，查得当地的重力加速度g ＝9.80 m/s 2，测得所用的重物质量为1.00 kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带（如图5-6-5所示），把第一个点记为O ，另选连续的四个点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62.99 cm 、70.18 cm 、77.76 cm 、85.73 cm.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 （取三位有效数字）.图5-6-5思路点拨:由本实验原理：重物自由下落过程中，由于只有重力做功（忽略空气阻力），遵循机械能守恒定律，即物体的重力势能减少量等于动能的增加量，221mv h mg =∆.解读：由题意知重物由O 点运动至C 点，下落的高度为h C ＝77.76 cm ＝0.777 6 m ，m ＝1.00 kg ，g =9.80 m/s 2,所以重力势能的减少量为ΔE p =mgh c =1.00×9.80×0.776 J=7.62 J.重物经过C 点的即时速度v c 可由下式求出T OB OD T BD v C 22-==又因为T ＝0.02 s 、OD ＝85.73 cm ＝0.857 3 m 、OB ＝70.18 cm ＝0.701 8m所以 3.38m/s m/s 02.027018.0875.0=⨯-=C v 故重物动能的增加7.53J J )88.3(00.1212122k =⨯⨯==∆mvc E . 答案：7.627.53点评：纸带数据处理的关键是求出重物下落的高度h n 和到达某点的瞬时速度v n .h n 为某点到起始点O 的距离，n 点速度等于n －1点和n ＋1点之间的平均速度,即Th h v n n n 211-+-=.巩固与拓展与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，现利用图5-6-6所示的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5.00×10-2 s 、2.00×10 -2 s.已知滑块质量为2.00 kg ，滑块沿斜面方向的长度为5.00 cm ，光电门1和2之间的距离为0.54 m ，g ＝9.80 m/s 2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度.图5-6-6（1）滑块通过光电门1时的速度v 1＝m/s ，通过光电门2时的速度v 2＝_________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.解读：光电门记录的瞬时速度取为经过光电门时的平均速度1m/s m/s 05.005.011===t L v m/s 5.2m/s 02.005.022===t L v J 25.5J )15.2(2212121222122k =-⨯⨯=-=∆mv mv EΔE p =mgs 12=2×9.8×0.54×0.5 J=5.29 J.答案：（1）12.5 （2）5.255.293.实验误差的讨论【例3】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.先释放纸带后接通电源会造成较大误差解读：在实验中，我们只需比较gh n 和221n v 的值或 ΔE k 和ΔE p 是否相等即可验证机械能守恒定律是否成立，与重锤质量无关，选项A 错误.若将重锤质量选得大些，则在重锤下落过程中，空气阻力可忽略不计，有利于减小误差，所以选项B 正确，C 错误.纸带下落与打点不同步，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大，用此纸带进行数据处理，其结果是重锤在打第一个点时就有了初动能，且纸带利用不充分，会造成较大误差，选项D 正确.答案：BD点评：因重物下落要克服阻力做功，实验时动能的增加量必定稍小于势能的减少量.要能够尽可能控制实验条件，即应满足机械能守恒定律的条件，这就要求尽量减少各种阻力.在实验时还应先接通电源让打点计时器先开始打点再放开纸带让重锤下落.。
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。
高考预测题——验证机械能守恒定律实验
验证机械能守恒定律副标题题号一总分得分一、实验题探究题（本大题共15小题，共135.0分）1.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s1=8.89cm，s2=9.5cm，s3=10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/s2，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．2.在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中：(1)下面叙述不正确的是______A、应该用天平称出物体的质量．B、应该选用点迹清晰第一、二两点间的距离接近2mm的纸带．C、操作时应先放纸带再通电．D、电磁打点计时器应接在电压为220V的直流电源上．(2)如图2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0点的距离如图2所示.则由图中数据可知，打点计时器打下计数点C时，物体的速度V C=______ m/s；重物由0点运动到C点的过程中，重力势能的减少量等于______ J，动能的增加量等于______ J(取三位有效数字)．(3)实验结果发现动能增量不等于重力势能的减少量；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.某同学用气垫导轨做侧滑块加速度和验证机械能守恒定律实验，A、B为气垫导轨上的两个光电门，当滑块在气垫导轨上滑动通过两光电门时，连接在光电门上的数字计时器记录滑块上的挡光片挡光时间，两光电门间的距离为L．(1)先用一螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图2所示，读数为d=______ cm．(2)实验开始先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定气垫导轨是否水平？______(3)让滑块在图示1位置由静止开始在悬挂重物的牵引下向左运动，牵引滑块的细绳始终保持水平，滑块通过A、B两光电门的时间分别为t1、t2，则此次运动过程中，滑块运动的加速度大小为______ (用题设中各物理量符号表示).要利用此过程验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量为______ (填物理量及符号)，要验证机械能守恒的表达式为______ (用顺设中各物理量符号表示)．4.如图1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1所示装置打出的一条纸带如图2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.(结果保留三位有效数字)mv2=mgℎ验证机械能守恒定律，对实验条(3)采用重物下落的方法，根据公式12件的要求是______，为验证和满足此要求，所选择的纸带第1、2点间的距离应接近______．(4)该同学根据纸带算出了相应点的速度，作出v2−ℎ图象如图3所示，则图线斜率的物理意义是______．5.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1随H的变化图象如图(丙)所示，当图中t2已知量t0、H0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．6.如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．(1)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端上；C.用天平测量出重锤的质量；D.接通电源开关，同时放开悬挂纸带的夹子，打出一条纸带；E.测量打出的纸带上某些点之间的距离；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．指出其中操作不恰当的和没有必要进行的步骤，将其选项对应的字母填在下面的横线上．______(2)如图2所示，根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，使用交流电的频率为f，则根据这些条件计算下落到C点的速度表达式为：v=______．(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是：______．7.利用气垫导轨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A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为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；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A 点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度b，结果如图2所示，由此读出b=______mm；(2)某次实验测得倾角θ=30∘，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为△E k=______，系统的重力势能减少量可表示为△E p=______，在误差允许的范围内，若△E k=△E p则可认为系统的机械能守恒；(用题中字母表示)(3)在上次实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的v2−d图象如图3所示，并测得M=m，则重力加速度g=______m/s2．8.某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。
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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 mm
B．41.2 mm45.1 mm53. 0mm
C．49.6 mm53.5 mm57.3 mm
D．60.5 mm61.0 mm60.6 mm
4．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＝gnT
B．n点是第n个点，则v n＝g(n－1)T
C．v n＝s
n
＋s n＋1
2T
D．v n＝h
n＋1
－h n－1
2T
5．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________。
若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点O间的距离分别为15.55 cm、19.20 cm和23.23 cm。
则当打点计时器打点B时重物的瞬时速度v＝________ m/s；重物由O到B过程中，重力势能减少了________J，动能增加了________J(保留3位有效数字)，6．在“验证机械能守恒定律”的实验中，图(甲)是打点计时器打出的一条纸带，选取其中连续的计时点标为A、B、C……G、H、I，对BH段进行研究．
(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________．
(2)用刻度尺测量的距离如图(乙)，读出A、C两点间距为________cm，B点对应的速度v B＝________m/s(保留三位有效数字)．
(3)若H点对应的速度为v H，重物下落的高度为h BH，当地重力加速度为g，为完成实验，要比较1
2
v2
B
与
________的大小(用字母表示)．
7．利用图装置做“验证机械能守恒定律”的实验．
(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有________．(选填器材前的字母)
A．大小合适的铁质重锤
B．体积较大的木质重锤
C．刻度尺
D．游标卡尺
E．秒表
(2)图是实验中得到的一条纸带．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.
重锤质量用m表示，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T.从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量|ΔE p|＝________，动能的增加量ΔE k＝________.
(3)在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是________．
A．释放重锤前，使纸带保持竖直
B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤
C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，可测量该点到O点的距离h，再根据公式v＝2gh计
算，其中g应取当地的重力加速度
D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度
(4)某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2－h图象去研究机械能是否守恒．若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的v2－h图象是下列图中的________．
8．为了验证机械能守恒定律，岳口高中的金金设计了如图甲所示的实验装置，并提供了如下的实验器材：
A．小车
B．钩码
C．一端带滑轮的木板
D．细线
E．电火花计时器
F．纸带
G．毫米刻度尺
H．低压交流电源
I．220 V的交流电源
(1)根据上述实验装置和提供的实验器材，你认为实验中不需要的器材是________(填写器材序号)，还应补充的器材是________．
(2)实验中得到了一条纸带如图乙所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点(标号0～6)，测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为d1、d2、d3、d4、d5、d6，打点周期为T.则打点2时小车的速度v
2
＝________；若测得小车质量为M、钩码质量为m，打点1和点5时小车的速度分别用v1、v5表示，已知重力加速度为g，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为________．
(3)在实验数据处理时，如果以v2
2
为纵轴，以d为横轴，根据实验数据绘出
v2
2
－d图象，其图线的斜率
表示的物理量的表达式为________________．
1.B
2.A
3.C
4.CD
5.丙，0.25；1.92m/s ，1.88，1.84
6．(1)0.02 s (2)5.40 1.35 (3)12
v 2
H －gh BH
解析 (1)打点计时器电源频率为50 Hz ，则每隔0.02 s 打一点．(2)s AC ＝(5.90－0.50)cm ＝5.40 cm ，v B ＝s AC
2T
＝5.40×10－2
2×0.02m/s ＝1.35 m/s.(3)由动能定理有mgh BH ＝12mv 2H －12mv 2B ，得v 2
B 2＝v 2
H
2
－gh BH .
7．(1)AC (2)mgh B m h C －h A
2
8T
2
(3)ABD (4)A
解析 (1)验证机械能守恒定律实验，需要尽量减小阻力，以使得减少的重力势能接近增加的动能，所以选择铁质重锤而不是木质重锤，这样可以尽量减少阻力影响，即选项A 对，B 错；在计算速度时需要刻度尺测量点迹之间的距离以及下落的高度，所以选项C 是必须的；而秒表不需要，只要查相邻点的间隔即可得时间间隔，因为打点计时器每隔0.02秒打一个点，所以E 错误；有刻度尺测量点间距，而不需要游标卡尺，选项D 错．(2)O 点到B 点下落的高度为h B ，所以减少的重力势能为mgh B ，增加的动能要计算B 点的瞬时速度，B 为AC 的中间时刻即等于AC 的平
均速度，所以v B ＝h C －h A 2T ，增加的动能ΔE k ＝12mv 2B ＝m h C －h A
2
8T
2
.(3)为保证只有重力做功，释放前纸带竖直可减少
纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦，选项A 对；实验过程先接通电源，待打点稳定后再释放重锤，选项B 对；速度的计算必须从纸带数据来求，而不能根据自由落体运动求速度，如果按照自由落体运动的速度来求解则减少的重力势能一定等于增加的动能，验证就没有意义了，选项C 错；计算减少的重力势能mgh 一定要按照当地的重力加速度来计算，选项D 对．(4)若有恒定的阻力存在，则根据动能定理可得(mg －f )h ＝12mv 2，即v 2
h ＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫g －f m ，所以图象
斜率为定值，而且过原点，对照选项A 对． 8．(1)H 天平 (2)
d 3－d 12T 或d 44T mg (d 5－d 1)＝12(M ＋m )(v 25－v 2
1) (3)mg M ＋m
解析 (1)电火花计时器使用的是220 V 交流电源，因此低压交流电源用不着；另外还需要用到天平测出小车的质量M ；(2)打点2时的速度等于1～3或0～4间的平均速度，即v 2＝
d 3－d 12T 或d 4
4T
；根据机械能守恒，整个系统减小的重力势能等于整个系统增加的动能，即mg (d 5－d 1)＝12(M ＋m )·(v 25－v 21) ；(3)根据mgd ＝12(M ＋m )v 2
得：v 2
2＝mg M ＋m d ，
所以v 22－d 图象的斜率表示的物理量的表达式为mg
M ＋m .。