2022步步高 人教版必修第二册苏京（新教材） 第八章 5 实验：验证机械能守恒定律

全国 高二 课后作业 2022-12-26 122次 整体难度： 适中 考查范围： 物理实验

一、实验题 添加题型下试题

20-21高一下·江苏南通·期中

实验题 | 适中(0.65)

1. 实验小组用“自由落体法”验证机械能守恒定律，实验装置如图。

（1）下列操作或分析中正确的有______；
A.必须要称出重物的质量
B.计时器两限位孔必须在同一竖直线上
C.实验时，应先打开电源，再释放重锤
D.可以用v=gt或计算某点的速度
（2）小明同学选出一条清晰的纸带如图，其中O点为计时器打下的第一个点，A、B、C为纸带上三个连续的打点，打点计时器所接交变电源的频率为50Hz，测得OA、OB、OC间的距离如图，重锤的质量为1.00kg，g取9.8m/s²，则计时器打下B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了ΔE_p=______J，重锤动能的增加量为ΔE_k=______J，（以上结果均保留三位有效数字）在误差允许的范围内，ΔE_p≈ΔE_k，则验证了机械能守恒定律；

（3）小华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以及v²，请根据下表中数据在图中作出v²-h图像______；

v/m·s-1	0.98	1.17	1.37	1.56	1.82	1.95
v2/m2·s-2	0.96	1.37	1.88	2.43	3.31	3.80
h/×10-2m	4.92	7.02	9.63	12.50	15.68	19.48

（4）小明、小华两同学验证的方法谁更合理？______请简要阐述小华同学根据v²-h图像验证机械能守恒的依据______。

2021-05-01更新 | 209次组卷 | 3卷引用：江苏省南通市启东市2020-2021学年高一下学期期中学业质量监测物理试题

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20-21高一·全国·课时练习

实验题 | 适中(0.65)

名校

2. 现利用如图所示装置“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，与它们连接的数字计时器都没有画出。让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的数字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2.00kg，滑块沿斜面方向的长度为5.00cm，光电门1和2之间的距离为0.54m，g取9.80m/s²，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度。（结果均保留三位有效数字）

（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。
（3）实验可以得出的结论：________。

2021-01-11更新 | 429次组卷 | 5卷引用：2019人教版必修第二册 第八章 5　实验：验证机械能守恒定律 同步练习

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20-21高三上·江苏连云港·阶段练习

实验题 | 适中(0.65)

名校

3. 暑假里，小明同学找来部分器材，在家里组装成如图甲所示的装置，将m₁、m₂用细线挂在一个定滑轮两侧，用手机连拍功能验证m₁、m₂组成系统的机械能守恒。其中重物m₁=100g，m₂=300g，所用刻度尺是家里分度值为1cm的木尺，手机设定每隔0.135s拍一张照片。拍出的照片，可以记录不同时刻重物m₂的位置，如图乙所示，其中点1是重物m₂由静止开始释放时的位置。（g取9.8m/s²）

(1)1、3、5三个位置的刻度分别是h₁=0.120m，h₃=0.540m，h₅=_____m。
(2)拍第3个位置时m₂的速度v₃=_____m/s（结果保留三位有效数字）。
(3)在拍1到3的过程中，系统动能的增加量为_____J，重力势能的减少量为_____J（结果均保留三位有效数字）。
(4)系统动能的增加量小于重力势能的减少量的原因可能是_______________________。

2020-10-27更新 | 102次组卷 | 2卷引用：2021届江苏省连云港市灌云高级中学高三上学期第一次阶段检测物理试题

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10-11高二上·河南新乡·阶段练习

实验题 | 较易(0.85)

名校

4. 如图所示装置可用来验证机械能守恒定律。长度为L的轻绳一端固定在O点，另一端系一摆锤A，在A上放一个小铁片。现将摆锤拉起，使绳偏离竖直方向角，由静止开始释放摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直挡板P阻挡而停止运动，这时铁片将做平抛运动而飞离摆锤，用刻度尺量出铁片的水平位移为x，下落高度为H。

(1)要验证摆锤在运动中机械能守恒，必须求出摆锤初始位置离最低点的高度，其高度应为________，同时还应求出摆锤在最低点时的速度，其速度应为__________。
(2)用实验中测量的物理量写出验证摆锤在运动中机械能守恒的关系式为__________。

2020-03-21更新 | 228次组卷 | 8卷引用：2010年河南省卫辉市高级中学高二上学期第三次月考物理试卷

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二、单选题 添加题型下试题

20-21高一·全国·课时练习

单选题-单题 | 较易(0.85)

名校

5. 用自由落体法“验证机械能守恒定律”，就是看是否等于（n为计数点的编号0、1、2…n）。下列说法中正确的是（　　）

A．打点计时器打第一个点0时，重物的速度为零

B．是计数点n到点1的距离

C．必须测量重物的质量

D．可以用计算，其中（T为打点周期）

2022-12-25更新 | 143次组卷 | 8卷引用：《十分钟同步课堂专练》课时05实验：验证机械能守恒定律（基础练）2020-2021学年高一物理（新教材人教版必修第二册）

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三、实验题 添加题型下试题

21-22高二·全国·课时练习

实验题 | 适中(0.65)

6. 某同学用图（a）所示的实验装置“验证机械能守恒定律”，图（b）是用“8 V，50 Hz”的打点计时器打出的一条纸带，O点为重锤下落的起点，选取的计数点A、B、C、D到O点的距离在图中已标出，重力加速度g取9.8 m/s²，重锤的质量为1 kg。（计算结果均保留两位有效数字）

（1）下列做法正确的有________。
A．必须称出重锤和夹子的质量
B．图中两限位孔必须在同一竖直线上
C．将连着重锤的纸带穿过限位孔，用手提住，且让手尽量靠近打点计时器
D．实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源
E．处理数据时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
（2）打点计时器打下B点时，重锤下落的速度v_B＝________ m/s，重锤的动能E_kB＝________J。
（3）从起点O到打下B点过程中，重锤的重力势能的减少量为________J。
（4）根据（1）、（2）计算，在误差允许范围内，从起点O到打下B点过程中，你得到的结论是__________________________________________________________。
（5）如图是根据某次实验数据绘出的－h图像，图线不过坐标原点的原因是_______________。

2022-12-25更新 | 167次组卷 | 1卷引用：2022步步高 人教版必修第二册苏京（新教材） 第八章 5 实验：验证机械能守恒定律

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14-15高三上·江苏徐州·期中

实验题 | 较易(0.85)

名校

7. 某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律，频闪仪每隔0.05s闪光一次，如图所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表。（当地重力加速度取9.8m/s²，小球质量m=0.2kg，结果保留3位有效数字）

时刻	t2	t3	t4	t5
速度/（m· s-1）	4.99	4.48	3.98

（1）由频闪照片上的数据计算时刻小球的速度=______m/s；
（2）从到时间内，重力势能增量=______J，动能减少量=______ J；
（3）在误差允许范围内，若与近似相等，即可验证了机械能守恒定律。由上述计算得______（选填“>”、“<”或“=”），造成这种结果的主要原因是______。

2023-04-30更新 | 805次组卷 | 40卷引用：2015届江苏省徐州市高三上学期期中考试物理试卷

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20-21高一下·江苏苏州·期中

实验题 | 适中(0.65)

名校

8. 验证机械能守恒定律实验装置如图甲所示，某小组完成了一系列实验操作后，得到了一条纸带如图乙所示，选取纸带上某个清晰的点标为O，然后每两个打点取一个计数点，分别标为1、2、3、4、5、6，用刻度尺量出计数点1、2、3、4、5、6与O点的距离分别为。

（1）已知打点计时器的打点周期为T，可求出打各个计数点时对应的速度分别为，其中的计算式为______；
（2）若重锤的质量为m，取打点O时重锤所在水平面为参考平面，分别算出打各个计数点时对应重锤的势能和动能，则打计数点3时对应重锤的势能______；接着在坐标系中描点作出如图丙所示的和图线，求得图线斜率的绝对值为，图线斜率为，则在误差允许的范围内，与满足______关系时重锤机械能守恒。若操作规范、计算无误，由于阻力的影响，实际情况______（填“>”或“=”或“<”）；
（3）关于上述实验，下列说法中正确的是______。
A．实验中可用干电池作为电源
B．需用刻度尺测出重锤下落的高度h，并通过计算出瞬时速度
C．实验时应先释放纸带后接通电源
D．图丙图线纵轴上的截距表示重锤经过参考平面时的动能

2021-05-12更新 | 266次组卷 | 5卷引用：江苏省苏州市吴中区苏苑中学 2020-2021学年高一下学期期中物理试题

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2019高三·全国·专题练习

实验题 | 适中(0.65)

名校

9. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示．

(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用游标卡尺测量挡光条的宽度l＝9.30 mm.
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离x＝________cm.
④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2.
⑤从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间Δt₁和Δt₂.
⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量m₀，再称出托盘和砝码的总质量m.
(2)用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式：
①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v₁＝________和v₂＝________．
②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为E_k1＝________和E_k2＝________．
③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量ΔE_p＝________(重力加速度为g)．
(3)如果ΔE_p＝________，则可认为验证了机械能守恒定律．

2019-10-23更新 | 1561次组卷 | 20卷引用：人教版 高三一轮复习：机械能及其守恒定律 第6节 　验证机械能守恒定律

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18-19高三上·陕西安康·期末

实验题 | 适中(0.65)

名校

10. 某同学利用图示装置验证小球摆动过程中机械能守恒，实验中小球摆到最低点时恰好与桌面接触但没有弹力，D处（箭头所指处）放一锋利的刀片，细线到达竖直位置时能被割断，小球做平抛运动落到地面，P是一刻度尺．该同学方案的优点是只需利用刻度尺测量A位置到桌面的高度H、桌面到地面的高度h及小球平抛运动的水平位移x即可．

（1）测量A位置到桌面的高度H应从_________ （填“球的上边沿”“球心”或“球的下边沿”）开始测．
（2）实验中多次改变H值并测量与之对应的x值，利用作图象的方法去验证．为了直观地表述H和x的关系（图线为直线），若用横轴表示H，则纵轴应表示 ________．（填“x”、“x²”或“”）
（3）若小球下摆过程中机械能守恒，则h、H和x的关系为H= ____________．

2018-02-16更新 | 510次组卷 | 10卷引用：陕西省安康市2018届高三上学期期末教学质量联考（第二次）物理试题

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20-21高一·全国·课时练习

实验题 | 较难(0.4)

11. 如图甲所示的装置叫作“阿特伍德机”，它是早期英国数学家和物理学家阿特伍德制造的一种著名的力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示，已知重力加速度为g。

实验时，该同学进行了如下操作：
①将质量均为M的重物A、B（A含挡光片及挂钩、B含挂钩）用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态。测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离h；
②在B的下端挂上质量也为M的物块C，让系统（重物A、B以及物块C）由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为t；
③测出挡光片的宽度d，计算有关的物理量，验证机械能守恒定律。
（1）如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为_______。（用重力加速度g、h、d和Δt表示）
（2）引起该实验系统误差的主要原因是________________。（写一条即可）

2021-01-11更新 | 643次组卷 | 7卷引用：2019人教版必修第二册 第八章 5　实验：验证机械能守恒定律 同步练习

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