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 525 道试题
1 . 某实验小组用重物下落验证机械能守恒定律。
(1)下图是四位同学释放纸带瞬间的照片,你认为操作正确的是(  )
A.B.C.D.

(2)除上图中所示的装置之外,还必须使用的器材是(  )
A.直流电源、天平(含砝码)
B.直流电源、刻度尺
C.交流电源、天平(含砝码)
D.交流电源、刻度尺

(3)选出一条清晰的纸带如图所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,ABC为计数点,用刻度尺测得,在计数点ABBC之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg,取g=9.80m/s2、在OB段运动过程中,重物重力势能的减少量∆Ep=________J;重物的动能增加量∆Ek=________J(结果保留3位有效数字)。

(4)甲同学多次实验,以重物的速度平方为纵轴,以重物下落的高度h为横轴,作出如图所示的图像,则当地的重力加速度g=________m/s2。(结果保留3位有效数字)

7日内更新 | 236次组卷 | 1卷引用:江苏省盐城市第一中学2023-2024学年高一下学期期中联考物理试题
2 . 利用图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
(1)除图示器材外,下列器材中,一定需要的是________;

A.直流电源(12V)B.交流电源(220V,50Hz)
C.天平及砝码D.刻度尺
E.导线

(2)打点计时器打出的一条纸带(如图2)的O点(图中未标出)时,重锤开始下落,纸带的_________(填“O”或“C”,用字母表示)端与重物相连。

(3)abc是打点计时器连续打下的3个点。刻度尺的零刻线与O点对齐,abc三个点所对刻度。打点计时器在打出b点时重锤下落的高度________cm,下落的速度为________m/s(计算结果保留3位有效数字)。
(4)在实验过程中,下列实验操作和数据处理正确的是________。
A.释放重锤前,手捏住纸带上端并使纸带保持竖直
B.做实验时,先接通打点计时器的电源,再释放连接重锤的纸带
C.为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v,需要先测量该点到O点的距离h,再根据公式计算,其中g应取当地的重力加速度
D.用刻度尺测量某点到O点的距离h,利用公式mgh计算重力势能的减少量,其中g应取当地的重力加速度

(5)某同学在纸带上选取计数点后,测量它们到起始点O的距离h,然后利用正确的方法测量并计算出打相应计数点时重锤的速度v,通过描绘图像去研究机械能是否守恒。若忽略阻力因素,那么本实验的图像应是下图中的________;若先释放纸带,后接通电源图像应是下图中的________;若阻力不可忽略,且速度越大,阻力越大,那么v²-h图像应是下图中的________

A.B.C.

D.E.

2024-05-06更新 | 201次组卷 | 1卷引用:江苏省盐城市阜宁县2023-2024学年高一下学期4月期中物理试题
3 . 在验证机械能守恒定律的实验中,某同学采用了如图所示的装置,绕过定滑轮的细线两端悬挂质量相等的重物A和B,在B下面再挂钩码C,打点计时器使用交流电源频率为50Hz。

(1)如图所示,在重物A下方固定打点计时器,测量A的运动情况。下列操作过程正确的是(  )
A.应选取最初第1、2两点间距离接近2mm的纸带
B.安装打点计时器时要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直线上
C.接通电源前让重物A尽量远离打点计时器
D.实验时应先释放重物再接通电源

(2)测得重物A和B的质量均为M,钩码C的质量为m;据纸带测得重物A由静止上升高度为h时对应速度为v,重力加速度为g,则此过程中系统减少的重力势能为___________,系统增加的动能为___________
(3)某次实验打出纸带的一部分如图所示,abc为三个相邻点,则打下b点时重物的速度v=___________m/s(结果保留三位有效数字),若实际电源频率大于50Hz,则瞬时速度测量值___________(选填“偏大”或“偏小”)。
2024-04-30更新 | 138次组卷 | 1卷引用:江苏省常州市教育学会2023-2024学年高一下学期4月期中学业水平监测物理试题
4 . 同学们选用不同的实验方案来验证机械能守恒。
第一组用重物下落来验证机械能守恒。
(1)下图是四位同学释放纸带瞬间的照片,你认为操作正确的是______。
A.B.
C.D.

(2)如图所示为某次实验打出的纸带,取纸带上连续的五个点ABCDE,通过测量并计算出点A距起始点O的距离为AC间的距离为CE间的距离为,若相邻两点的时间间隔为T,重锤质量为m,重力加速度为g。根据这些条件计算从O点到C点的过程中重锤重力势能的减少量______,动能的增加量______

(3)某同学的实验结果显示,动能的增加量大于重力势能的减少量,原因可能是______。
A.没有测量重物的质量
B.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
C.先释放重物,后接通电源打出纸带
D.利用公式计算重物速度

(4)第二组的同学想用如下图所示的装置做此实验。在实验前通过垫块平衡了小车所受的阻力。该小组同学认为,平衡阻力后小车和砂桶组成的系统机械能是守恒的,你是否同意?并说明理由______

2024-04-30更新 | 67次组卷 | 1卷引用:江苏省南京市南京师范大学附属中学2023-2024学年高一下学期期中物理试卷
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5 . 阿特伍德机是著名的力学实验装置。如图甲所示,绕过定滑轮的细线上悬挂质量均为M的重球A 和 B,在B下面再挂质量为m的重物C,由静止开始释放,验证机械能守恒(重力加速度为g)。

(1)如图乙所示,实验中使用直尺与三角板测得重球A的直径d= ____mm;
(2)某次实验中测得重球A经过光电门的时间为t,则重球A上升h时的瞬时速度为____ ;系统重力势能减少量Ep=____ (用mMhdtg表示);
(3)甲同学在实验中发现:重力势能减少量Ep略小于动能增加量Ek,你认为原因是      
A.空气有阻力、滑轮有摩擦B.光电门不在小球A的正上方
C.高度测量有偏差D.定滑轮质量不可忽略

(4)乙同学在实验中保持h不变,改变重物C的质量,测得多组m和对应通过光电门的时间t,绘制出如图丙所示的 t2图像,图线与纵轴截距为b,斜率为k,则重锤A的质量M=____(用bk表示)。
2024-04-30更新 | 207次组卷 | 1卷引用:江苏省南通市海门区2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷
6 . 某同学用如图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”,实验所用的电源为学生电源,可以提供输出电压为8V的交变电流和直流电,交变电流的频率为50Hz。重锤从高处由静止开始下落,电磁打点计时器在纸带上打出一系列的点,对纸带上的点测量并分析,即可验证机械能守恒定律。

他按顺序进行了下面几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器材;
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.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。
(1)其中没有必要进行的步骤是________,操作不当的步骤是________。(均填步骤前的选项字母)
(2)这位同学对纸带进行测量分析,如图乙所示,其中O点为起始点,ABCDEF为六个计数点,根据纸带上的测量数据,可得出打B点时重锤的速度为________m/s,若重锤的质量为0.2kg,从O点下落到B的过程中重力势能的减少量为________J。(g=9.8m/s2,计算结果均保留3位有效数字)
(3)另一实验小组用如图丙所示的实验装置验证机械能守恒定律。将一质量为m的钢球用细线系住悬挂在铁架台上,钢球静止于A点。在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的轻质遮光条。在A的正下方固定一光电门。将钢球拉至某位置由静止释放直至运动到A点,此时遮光条经过光电门的挡光时间为t。钢球球心摆下的竖直高度为h,则小球动能增加量可表示为ΔEk=________(用题干中的字母表示),小球重力势能减少量|ΔEp|=mgh。若代入数据计算发现ΔEk>|ΔEp|,产生该误差的原因是_____________
2024-04-30更新 | 180次组卷 | 1卷引用:江苏省南京市金陵中学2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题
7 . 某同学用图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

(1)关于本实验,下列说法正确的有_____。
A.可以选乒乓球作为重物
B.电火花打点计时器的工作电压约为8V
C.实验时,应手提纸带上端,并先接通电源再释放纸带
D.可以用公式来计算重物在某点的速度

(2)图乙所示是实验中得到的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点ABC,测得它们到起始点的距离分别为。若当地重力加速度为,交流电源的频率为,重物的质量为。从B过程中,重物的重力势能减少量______,动能增加量______
(3)经过计算,发现大于,造成这个结果的原因可能是____。
A.存在空气阻力和摩擦力
B.接通电源前释放了纸带
C.打点计时器的工作电压偏高
D.实际交流电源的频率比

(4)该同学做实验时,不小心将纸带前端撕掉,他还能利用剩余足够长的纸带完成本实验吗?谈谈你的看法,并说明理由____________________
2024-04-30更新 | 64次组卷 | 1卷引用:江苏省徐州市铜山区2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷
8 . 某同学用如图(a)所示的装置验证机械能守恒定律。用细线把钢制的圆柱挂在架子上,架子下部固定一个小电动机,电动机轴上装一支软笔。电动机转动时,软笔尖每转一周就在钢柱表面画上一条痕迹(时间间隔为T)。如图(b),在钢柱上从痕迹O开始选取5条连续的痕迹ABCDE,测得它们到痕迹O的距离分别为hAhBhChDhE已知当地重力加速度为g。

(1)若电动机的转速为3000r/min,则T = ___________s。
(2)实验操作时,应该___________。(填正确答案标号)
A.先打开电源使电动机转动,后烧断细线使钢柱自由下落
B.先烧断细线使钢柱自由下落,后打开电源使电动机转动

(3)画出痕迹D时,钢柱下落的速度 ___________。(用题中所给物理量的字母表示)
(4)设各条痕迹到O的距离为h,对应钢柱的下落速度为v,画出图像,发现图线接近一条倾斜的直线,若该直线的斜率近似等于___________,则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。
(5)由于软笔和钢柱之间存在阻力,会导致图像倾斜___________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
2024-04-29更新 | 40次组卷 | 1卷引用:江苏省南京市南京汉开书院高中部2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题
9 . 某小组同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量验证机械能守恒定律:

(1)为了减小实验误差,对体积和形状相同的重物,实验时选择密度大的理由是____________
(2)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.用秒表测出重锤下落的时间;
C.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
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。
其中没有必要进行的或操作不当的步骤是______。(将其选项对应的字母填在横线处)

(3)已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,查得当地的重力加速度,测得所用重物的质量为1.00kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带,把第一个点记作O,每两个计数点之间有四点未画出,另选连续的3个计数点ABC作为测量的点,如图所示。经测量知道ABC各点到O点的距离分别为50.50cm、86.00cm、130.50cm。则根据以上数据,可以计算出重物由O点运动到B点,重力势能减少了______J,动能增加了______J(结果均保留3位有效数字)。
(4)大多数实验的结果显示,重力势能的减少量略大于动能的增加量,其原因可能是______。
A.利用公式计算重物速度B.利用公式计算重物速度
C.没有采用多次实验取平均值的方法D.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
2024-04-29更新 | 58次组卷 | 1卷引用:江苏省泰州中学2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题
10 . 利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

(1)实验中除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的器材是______。
A.直流电源B.刻度尺
C.天平(含砝码)D.秒表
(2)实验中,需先接通电源,再由静止开始释放重物,得到如图乙所示的一条纸带。O为起点,在纸带上选取几个连续打出的点,其中三个连续点ABC,测得它们到起始点O的距离如图。已知重物质量,重力加速度,打点计时器打点的周期为,那么打点计时器打下计数点B时,重物的速度______m/s;O点到B点过程中重物的重力势能减少量为______J。(结果均保留三位有效数字)
(3)实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能,其主要原因是______。
A.重物的质量过大B.重物的体积过小
C.电源的电压偏低D.重物及纸带在下落时受到阻力
(4)该同学根据纸带算出了其他各点对应的瞬时速度,测出与此相对应的重物下落高度h,以h为纵坐标,以为横坐标,建立坐标系,作出图像,从而验证机械能守恒定律。若所有操作均正确,得到的图像的斜率为k,可求得当地的重力加速度______

2024-04-29更新 | 92次组卷 | 1卷引用:江苏省盐城市响水中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理选修试题
共计 平均难度:一般