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步骤与数据处理
题型:实验题 难度:0.65 引用次数:175 题号:21715488
某实验小组用落体法验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。实验中测出重物自由下落的高度及对应的瞬时速度,计算出重物减少的重力势能和增加的动能,然后进行比较,如果两者相等或近似相等,即可验证重物自由下落过程中机械能守恒。请根据实验原理和步骤完成下列问题:

     

(1)如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带,纸带上的点是起始点,选取纸带上连续的计时点分别标为ABCD,并测出各计时点到点的距离。已知打点计时器所用的电源是频率为的交流电,重物的质量为1.00kg,则从打点计时器打下点到打下点的过程中,重物减少的重力势能_______;重物增加的动能______J,当地的重力加速度;(计算结果均保留三位有效数字)
(2)实验时应选用密度稍大的重物,这样做能减小误差的主要原因是______

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实验题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐1】DIS是由传感器、数据采集器、计算机、实验教学软件构成的数字化实验系统。某实验小组“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示。实验时,将摆球(连同遮光片J)每次都从同一位置M下摆,传感器K分别固定在ABCD采集数据,D点为摆球通过的最低点。在一次实验中以图象方式采集数据并分析实验结果,所显示的图象如图乙所示。图象的横轴表示摆球距离D点的高度h,纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E(不计空气阻力)。
       
(1)图乙中的图像表示摆球重力势能Ep随摆球距离D点的高度h变化关系的图线是___________(选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(2)摆球在摆动过程中,重力所做功的最大值为___________J(重力加速度取9.8m/s2)。
(3)从图乙中的图象可以得出本实验的结论是:___________
2022-03-17更新 | 152次组卷
实验题 | 适中 (0.65)
【推荐2】利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

(1)为完成此实验,除了图中所示器材,还必需的器材有___________
A.刻度尺       B.秒表       C.天平       D.交流电源
(2)在本次实验中,某位同学有如下操作:
①释放悬挂的纸带
②用天平测出重锤的质量
③接通打点计时器的开关
④断开打点计时器的开关
⑤按照图示的装置安装实验器材,将打点计时器接到电源上
⑥测量纸带上某些点间的距离,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
上述操作中,没有必要的操作是___________(填写操作序号),剩下的操作中,正确的顺序是:___________
(3)在实验中,已知重物质量m=1kg,在纸带上打出一系列的点,O为起点,如图所示(单位为cm,打点时间间隔为0.02s),重力加速度g取9.8m/s2,那么从打O点到打B点的过程中:

①打点计时器打下计数点B时,重物的速度vB=_______m/s;重物的重力势能减小量ΔEp=________J,动能变化量ΔEk=________J。(以上结果均保留两位有效数字)由计算结果可以得到本实验的结论:_______
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___________
2021-04-13更新 | 222次组卷
实验题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐3】如图为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置,已知重力加速度为g。主要实验步骤如下:

A.将气垫导轨放在水平桌面上,将导轨调至水平;
B.测出挡光条的宽度d
C.将滑块移至图示位置,测出挡光条到光电门的距离l
D.释放滑块,读出挡光条通过光电门的挡光时间t
E.用天平称出托盘和砝码的总质量m
F.……
(1)在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中,系统的重力势能减少了________
(2)挡光条通过光电门的速率为_________
(3)关于本实验,下列说法正确的有_________
A.滑块质量必须远大于托盘和砝码的总质量
B.挡光条宽度越宽,实验越精确
C.调节好的气垫导轨,要保证滑块静止释放后,在不挂托盘时能够单方向缓慢滑行
D.滑块释放的位置离光电门适当远一点,可以减小实验误差
(4)为验证机械能守恒定律,还需要测量的物理量是_________。(写出物理量的名称并用符号X表示)
(5)若要符合机械能守恒定律,以上测得的物理量应该满足__________________。(用Xgdltm表示)
2023-04-21更新 | 223次组卷
共计 平均难度:一般