必修2 第八章 机械能守恒定律 第5节同步练习

机械能守恒定律同步练习

验证机械能守恒定律同步练习

（答题时间：30分钟）

1. 为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用实验系统设计了一个实验，实验装置如图所示，图中A 、B 两点分别固定了两个速度传感器，速度传感器可以测出运动物体的瞬时速度。在实验中测得一物体自由下落经过A 点时的速度是v 1，经过B 点时的速度是v 2，为了证明物体经过A 、B 两点时的机械能相等，这位同学又设计了以下几个步骤，你认为其中不必要或者错误的是（ ）

A. 用天平测出物体的质量

B. 测出A ，B 两点间的竖直距离

C. 利用21mv 22－2

1mv 21算出物体从A 点运动到B 点的过程中动能的变化量 D. 验证v 22－v 21与2gh 是否相等

2. 小黄用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。关于该实验，下列说法正确的是（ ）

A. 重锤的质量一定是越大越好

B. 必须用秒表测出重锤下落的时间

C. 把秒表测得的时间代入v ＝gt ，计算重锤的速度

D. 释放纸带前，手捏住纸带上端并使纸带处于竖直

3. “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用刻度尺测量距离时如图乙，读出A 、C 两点间距为________ cm ，B 点对应的速度v B ＝________ m/s 。

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2

1v 2B 与________的大小（用字母表示）。

4. 在“验证机械能守恒定律”的实验中：

（1）从下列器材中选出实验所必须的，其编号为________。

A. 打点计时器（包括纸带）

B. 重锤

C. 天平

D. 毫米刻度尺

E. 秒表（或停表）

F. 运动小车

（2）进行实验时，为保证重物下落时初速度为零，应____。

A. 先接通电源，再释放纸带

B. 先释放纸带，再接通电源

（3）下列说法中正确的是________。

A. 实验中用打点计时器时，一定用到低压直流电源

B. 选用重物时，同样大小、形状的重物应选重一点的比较好

C. 要选用第1、2两点距离接近2 mm 的纸带

D. 实验结果总是动能增加量略小于重力势能的减少量

5. 如图是利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验装置。

（1）在验证机械能守恒定律的实验中，没有必要进行的操作是________。

A. 用天平测重物的质量

B. 用秒表测重物下落的时间

C. 用打点计时器记录重物下落的信息

D. 用纸带记录测量重物下落的高度

（2）该实验所用打点计时器的电源频率为50 Hz ，如图所示，A 、B 、C 为纸带中选取

的三个计数点，每两个计数点之间还有4个点未画出，则每两个相邻计数点之间的时间间隔T＝______s，打点计时器在打下计数点B时，物体的下落速度为v B＝________m/s。（小数点后保留两位有效数字）

（3）由于该实验中存在阻力做功，所以实验测得的重物的重力势能的减少量________（选填“＜”“＞”或“＝”）动能的增加量。

验证机械能守恒定律同步练习参考答案

1. 【答案】AC

【解析】物体重力势能减少量为mgh ，动能增加量为

21mv 22－21mv 21，计算gh 和21v 22－21v 21，如果在实验误差允许的范围内gh ＝21v 22－2

1v 21，则机械能守恒定律得到验证。综上应选A ，C 。

2. 【答案】D

【解析】为了减小阻力的影响，重锤选择质量大一些、体积小一些的，不是质量越大越好，故A 错误；打点计时器可以测量重锤下落的时间，不需要用秒表测量，故B 错误；该实验是验证机械能守恒定律的实验，因为我们知道自由落体运动只受重力，机械能就守恒，如果把重物看成自由落体运动，再运用自由落体的规律求解速度，那么就不需要验证了，故C 错误；释放纸带前，手捏住纸带上端并使纸带处于竖直，从而减小纸带与限位孔之间的摩擦，故D 正确。

3. 【答案】①0. 02 s ②5. 40 1. 35 ③2

1v 2H －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。

②x AC ＝（5. 90－0. 50） cm ＝5. 40 cm ，v B ＝T x AC 2＝02

.021040.52

⨯⨯-m/s ＝1. 35 m/s 。 ③由动能定理有mgh BH ＝21mv 2H －21mv 2B ，得2

2B v ＝22H v －gh BH 。 4. 【答案】（1）ABD （2）A （3）BCD

【解析】（1）打点计时器（含纸带）、重锤是必须的，为了测量计数点的距离，需要毫米刻度尺；因为是比较mgh 、2

1mv 2的大小关系，故m 可约去，不需要测出重物的质量，不需要用天平；打点计时器本身可以计算时间，所以不需要秒表，实验用的是重锤，不需要运动小车。故选A 、B 、D 。

（2）开始记录时，应先给打点计时器通电，然后再释放纸带，让它带着纸带一同落下。这样有利于数据的采集和处理，减少实验误差。故选A 。

（3）电火花计时器不用低压电源，电磁打点计时器用低压交流电源，故A 错误；为了减小空气阻力的影响，在选择重物时，要选择密度大的，即选择质量大体积小的重物，B 正

确；由公式h ＝

2

1gt 2可知，若开始第1、2两点间的距离为2 mm ，则打第1个点时的速度为零，这样只需比较mgh 、21mv 2的大小关系即可，实验方便，C 正确；由于空气阻力和纸带与计时器摩擦的影响，实验结果总是动能增加量略小于重力势能的减少量，故D 正确。 5. 【答案】（1）AB （2）0. 1 2. 36 （3）＞