组卷网 > 知识点选题 > 验证机械能守恒定律的实验步骤与数据处理
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解析
| 共计 14 道试题
1 . 某实验小组同时测量A、B两个箱子质量的装置图如图甲所示,其中D为铁架台,E为固定在铁架台上的轻质滑轮(质量和摩擦可忽略不计),F为光电门,C为固定在A上、宽度为d的细遮光条(质量不计),另外,该实验小组还准备了一套总质量的砝码和刻度尺。

(1)在铁架台上标记一位置O,并测得该位置与光电门F之间的距离为h。取出质量为m的砝码放在A箱子中,剩余砝码全部放在B箱子中,让A从位置O由静止开始下降,则A下落到F处的过程中,B箱与B箱中砝码的整体机械能是________(填“增加”、“减少”或“守恒”)的。
(2)测得遮光条通过光电门的时间为,根据所测数据计算A下落到F处的速度大小________,下落过程中的加速度大小________(用dh表示)。
(3)改变m,测得相应遮光条通过光电门的时间,算出加速度a,得到多组ma的数据,作出图像如图乙所示,可得A的质量________。(取重力加速度大小,计算结果保留三位有效数字)
2 . 用如图实验装置验证m1m2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。如图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(图中未标出),计数点间的距离已在图中标出。已知m1=50g、m2=150g,则(g取10m/s2,结果保留两位有效数字)
   
(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.将打点计时器接到直流电源上
C.先释放m2,再接通电源打出一条纸带
D.测量纸带上某些点间的距离
E.根据测量的结果,分别计算系统减少的重力势能和增加的动能
其中操作不当的步骤是______(填选项对应的字母)。
(2)在纸带上打下计数点5时的速度v=______m/s;
(3)在打点0~5过程中系统动能的增量ΔEk=______J,系统势能的减少量ΔEp=______J,
(4)若某同学作出图象如图所示,计算出当地的实际重力加速度g=______m/s2
2023-10-03更新 | 138次组卷 | 1卷引用:辽宁省铁岭市调兵山市第二中学2023-2024学年高二上学期开学考试物理试题
3 . 某兴趣小组用“落体法”验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。
   
(1)关于本实验的说法正确的是________
A.本实验的重锤应选择质量小体积大的,以减小误差
B.可以用v=gt计算重锤在某点的速度大小
C.若纸带上打出的第一、二个点的间距大于 2mm,则说明纸带上打出第一个点时的速度不为0
(2)选出一条清晰且符合要求的纸带,如图乙所示,O点为打点计时器打下的第一个点,ABCD为四个计时点,到O点的距离分别为h1h2h3h4,打点计时器所接交流电的频率为 f,重力加速度大小为g,重锤的质量为m。根据以上物理量可知纸带打出C点时的速度大小vC=________。若要选择从纸带打出O点到纸带打出C点的过程来验证机械能守恒,则应验证的表达式为 gh3=________。(均用给定的物理量符号表示)
   
(3)某同学利用他自己做实验时打出的纸带,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,计算出了各计数点对应的速度 v,然后以h为横轴、以v2为纵轴作出了 v2-h 图像。若实验中重锤所受的阻力不可忽略且其大小始终不变,则理论上描绘出的 v2-h 图像应为________
   
4 . 某同学自制如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律。图中O点是量角器的圆心,悬线一端系于此处,另一端拴一个小球,S是光电门传感器,位于O点正下方。实验过程中,调节装置使OS保持竖直,量角器所在平面为竖直平面,测量出悬线的长度为L,小球的直径为d。将小球拉到某位置,读出此时悬线与水平方向的夹角,保持悬线伸直,由静止释放小球,运动到O点正下方时,小球的球心恰好经过光电门,与光电门连接的数字计时器记录小球的挡光时间t
   
(1)关于实验中器材的选用,下列说法正确的是________
A.实验中应选用质量小、体积大的小球
B.实验中应选用质量大、体积小的小球
C.悬线应选用弹性较好的细绳
D.悬线应选用弹性较差的细绳
(2)小球经过光电门时的速度大小________,若小球的质量为m,则小球从由静止释放到经过光电门时重力势能的减少量________,小球动能的增加量________,若满足等式,则验证了机械能守恒定律。(均用题目中给定的物理量符号表示)
2023-07-23更新 | 94次组卷 | 1卷引用:辽宁省铁岭市六校2022-2023学年高一下学期期末物理试题
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5 . 图为“验证机械能守恒定律”的实验装置,所用的打点计时器连接着频率为f的交流电,重力加速度大小为g
   
(1)下列关于该实验的操作步骤或数据处理的说法正确的是_____________
A.实验时必须用天平测出重物的质量
B.实验时应先接通打点计时器电源,后释放纸带
C.重复操作时必须让重物从同一位置开始下落
D.可以根据来计算打出纸带上某点时重物的瞬时速度
(2)用v表示打各计时点时重物的速度,h表示各计时点到起始点的距离,以v²为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出v²-h图线,若图线的斜率等于k,则当地的重力加速度大小g_____________(用k表示)时,说明重物在下落过程中机械能守恒。
(3)实验时用质量m的重物拖着纸带竖直下落,打点计时器在纸带上打出的部分计时点如图所示。纸带上长度单位为厘米,O为纸带运动的起点,从打下O点到打下B点过程中重物的重力势能的减少量_____________,在此过程中重物动能的增加量(均用题目中给定的物理量符号表示)_____________
   
6 . 某同学利用图甲实验装置“探究机械能守恒定律”,气垫导轨上固定有光电门A、B与刻度尺,通过刻度尺测得两光电门之间的距离为L,滑块右侧固定有一小滑轮,滑块上挡光片的宽度为d,滑块(含挡光片与滑轮)的质量为M,轻质细绳平行于气垫导轨绕过滑轮后一端固定于O点,另一端悬挂质量为m的钩码,重力加速度为g

该同学的主要实验操作步骤如下:
①按图甲组装好实验器材;
②不挂钩码,调整气垫导轨的位置,轻推滑块,分别记录滑块上挡光片先后通过光电门A,B的时间t1t2
③在细绳的下端悬挂质量为m的钩码,让滑块从气垫导轨上光电门A的左侧某位置由静止释放,分别记录滑块上的挡光片先后通过光电门A、B的时间t3t4
④保持光电门A的位置不变,改变光电门B的位置,使滑块多次从气垫导轨上光电门A的左侧同一位置由静止释放,记录下两光电门之间的距离L与挡光片通过光电门B的时间t4的多组数值。
(1)步骤②的实验目的是___________,为了达到这一实验目的,必须使t1__________(选填“”、“”或“”)t2
(2)对滑块(含挡光片与滑轮)与钩码组成的系统,其机械能守恒的表达式为______(用题干中给出的相应物理量符号和所测物理量符号表示)。
(3)该同学利用步骤④中的实验数据,作出图乙所示的图像,则滑块(含挡光片与滑轮)与钩码质量的比值_________(用abgd四个物理量的符号表示)。
7 . 如图所示,用光电门等器材验证机械能守恒定律。直径为d、质量为m的金属小球从A点由静止释放,下落过程中经过A点正下方的位置BB处固定有光电门,测得AB间的距离为HH>>d),光电门测出小球通过光电门的时间为t,当地的重力加速度为g,则

(1)小球通过光电门B时的速度表达式___________
(2)多次改变高度H,重复上述实验,描点作出H的变化图像如图所示,若作出的图线为通过坐标原点的直线,且斜率为___________(表达式用已给的物理最表达),可判断小球下落过程中机械能守恒;
(3)实验中发现动能增加量总是___________(填“大于”、“小于”或“等于”)
2022-05-25更新 | 98次组卷 | 1卷引用:辽宁省铁岭市清河高级中学2021-2022学年高一下学期第二次考试物理试题
8 . 某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律,-根细线一端系住钢球,另一端悬挂在铁架台上的O点,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(质量不计)。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由计时器测出,取,作为钢球经过A点时的速度,记录钢球释放时细线与竖直方向的夹角和计时器示数t,计算并比较钢球从释放点摆至A点过程中重力势能减少量∆Ep与动能增加量∆Ek,从而验证机械能是否守恒。重力加速度为g

(1)已知钢球质量为m,悬点O到钢球球心的距离为L,则________(用mLg表示)
(2)改变值,得出多组与挡光时间t的实验数据,若机械能守恒,下列图像正确的是_______
A. B.
C. D.
(3)下表为该同学的实验结果:
4.899.7914.6919.5929.38
5.0410.1015.1020.0029.80
分析发现,表中的∆Ep与∆Ek之间存在差异,产生这种差异的原因是____________
2022-05-11更新 | 1070次组卷 | 4卷引用:辽宁省名校联盟2022-2023学年高三上学期10月联考物理试题
9 . 下图为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。

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.测出遮光条的宽度
C.将滑块移至图示位置,测出遮光条到光电门的距离
D.释放滑块,读出遮光条通过光电门的遮光时间
E.用天平称出托盘和砝码的总质量
F.……
(1)为验证机械能守恒定律,还需要测量的物理量_________
A.滑块的长度
B.遮光条运动到光电门处所用的时间
C.滑块和遮光条的总质量
(2)若某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度并正确读数得,由此可知该同学所用的游标卡尺是__________
A.十分度的游标卡尺       B.二十分度的游标卡尺       C.五十分度的游标卡尺
(3)遮光条通过光电门时的速率为_________;若要符合机械能守恒定律的结论,以上测得的物理量应该满足的关系是__________(用直接测量的物理量的字母表示)
10 . 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)滑块通过B点的瞬时速度可表示为__________
(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mM组成的系统动能增加量可表示为△Ek=__________,系统的重力势能减少量可表示为△Ep=__________,在误差允许的范围内,若满足___________,则可认为系统的机械能守恒;
(3)在上述实验方法,某同学改变AB间的距离,得到滑块到B点时对应的速度v,作出的v2-d图象如图2所示,并测得M=m,则重力加速度g=__________m/s2
共计 平均难度:一般