组卷网 > 高中物理综合库 > 物理实验 > 力学实验 > 验证机械能守恒定律 > 验证机械能守恒定律的实验目的、原理与器材
题型:实验题 难度:0.65 引用次数:430 题号:15389198
某同学设计出如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落,下落过程中小球的球心经过光电门1和光电门2,光电计时器记录下小球通过光电门的时间,已知当地的重力加速度为g

(1)为了验证机械能守恒定律,该实验还需要测量下列哪些物理量______(填选项序号)。
A.小球的质量m                    B.光电门1和光电门2之间的距离h
C.小球从光电门1到光电门2下落的时间t          D.小球的直径d
(2)小球通过光电门1时的瞬时速度_______(用题中所给的物理量表示)。
(3)保持光电门1位置不变,上下调节光电门2,多次实验记录多组数据,作出h变化的图像如图2所示,如果不考虑空气阻力,若该图线的斜率_______,就可以验证小球下落过程中机械能守恒。
(4)考虑到实际存在空气阻力,设小球在下落过程中平均阻力大小为f,根据实际数据绘出的h图像的斜率为,则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力的比值_______(用k表示)。

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【推荐1】小华用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。已知重物A(含挡光片)、B的质量分别mAmBmB>mA),挡光片的宽度为d,重力加速度为g

(1)下列实验操作步骤,正确顺序是________
①测量挡光片中心到光电门中心的竖直距离h
②记录挡光片经过光电门的时间Δt
③先接通光电门的电源,后释放B
④按图甲装配好定滑轮和光电门
⑤A、B用绳连接后跨放在定滑轮上,用手托住B
(2)挡光片通过光电门时的速度为________(用题中的物理量表示)。
(3)如果系统的机械能守恒,应满足的关系式为________(用题中的物理量表示)。
(4)小华反复改变挡光片中心到光电门中心的竖直距离h,记录挡光片通过光电门时间,作出图像如图乙所示,测得图线的斜率为,则=________
(5)本实验中的挡光片宽度适合。小华想:如果实验中的挡光片宽度较大,计算得到的挡光片通过光电门时的速度将偏大。你是否同意他的观点?请简要说明理由。(      )
2022-02-21更新 | 370次组卷
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【推荐2】某实验小组“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示。让重物从高处由静止开始下落,打点计时器在重物拖着的纸带上打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量并计算,即可验证机械能守恒定律。

(1)下列操作对减小实验误差有利的是____________
A.精确测量出重物的质量
B.重物选用质量和密度较大的金属锤
C.用手托稳重物,接通电源后,撒手释放重物
D.调整打点计时器的限位孔,使它在同一竖直线上
(2)选出一条点迹清晰的纸带如图乙所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,ABC为三个计数点,各计数点之间还有一个点,打点计时器通以频率为50Hz的交变电流,用分度值为1mm的刻度尺测得OA=12.15cm,OB=18.90cm,OC=27.19cm,重物的质量为0.20kg,重力加速度大小g=9.8m/s2。根据以上数据可知,从释放点到打点计时器打B点过程中,重物的重力势能减少量为ΔEp=___________J;此时重物的动能的增加量为ΔEk=___________J。(结果均保留两位有效数字)
(3)大多数同学的实验结果显示,重物重力势能的减少量与动能的增加量不相等,原因可能是_________
2022-11-28更新 | 276次组卷
实验题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐3】在“验证机械能守恒定律”的实验中,实验装置如图甲所示。
   
具体实验步骤如下:
A.把打点计时器固定在铁架台上;
B.将连有重锤的纸带穿过限位孔,用手提着纸带;
C.接通电源、松开纸带;
D.更换纸带,重复几次,选用点迹清晰且第1、2两点间距为2mm的纸带;
E.计算出某点的速度,利用验证机械能守恒定律。
(1)实验中,不需要测量的物理量是______
A.重锤的质量             B.重锤下落时间
C.重锤下落的高度             D.与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度
(2)图乙是某同学得到的一段纸带,1、2、3、4、5、6为计时器连续打下的6个计时点,点间距如图,已知打点计时器工作频率为50Hz。则打点计时器打下计时点5时,重锤下落的速度______m/s;重锤通过2、5两点的过程中,设重锤的质量为m,重锤重力势能减少量______J,重锤动能增加量______J(均保留三位有效数字,重力加速度)。
(3)实验小组改进了实验方案,如图丙所示,他们利用光电门和数字传感设备组成集成框架,框架水平部分安装了电磁铁,将质量为m的小铁球吸住。一但断电,小铁球就由静止释放,小铁球经过光电门时,与光电门连接的数字计时器可测算小球通过的时间t,并算出此时小球的速度v,多次改变光电门的位置,得到多组xv的数据,做出的图像如图丁所示。若小球的直径为d,小球通过光电门的速度v与时间t的关系为______;图丁中直线的斜率______
2023-10-15更新 | 224次组卷
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