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 23 道试题
1 . 如图所示,气垫导轨上质量为M的滑块通过轻质细绳绕过滑轮与质量为m的钩码相连,绳子的悬挂点与拉力传感器相连,滑块上遮光条宽度为d实验时,滑块由静止释放,测得遮光条通过光电门的时间为,拉力传感器的读数为F。不计滑轮轴、滑轮与轻质细绳之间的摩擦。
   
(1)用游标卡尺测量遮光条宽度,其读数为___________cm。
   
(2)甲同学用该装置探究“加速度与合外力的关系”,实验中为减小误差,下列说法正确的是___________
A.调节气垫导轨水平
B.钩码的质量要远小于小车质量
C.遮光条宽度适当小一些
D.动滑轮的质量尽可能小一些
(3)乙同学用该装置“探究绳子拉力对滑块做功与滑块动能变化的关系”,实验时记录滑块的初位置与光电门的距离L及挡光条通过光电门的时间,测得多组L值。应用图像法处理数据时,为了获得线性图像应作___________图像(选填“),该图像的斜率___________
(4)丙同学用上述装置研究系统(含滑块、钩码)机械能守恒,设滑块由静止开始的释放点与光电门的距离为L、挡光条通过光电门的时间为,则满足关系式___________(用已知量符号表示)时,运动过程中系统机械能守恒。
2 . 某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。将气垫导轨固定在水平桌面上,调节旋钮使其水平。在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮,在B处固定一光电门,测出滑块及遮光条的总质量为M,将质量为m的钩码通过细线与滑块连接。打开气源,滑块从A处由静止释放,宽度为b的遮光条经过光电门挡光时间为t,取挡光时间t内的平均速度作为滑块经过B处的速度,AB之间的距离为d,重力加速度为g

(1)关于实验操作和注意事项,下列说法正确的是_______
A.必须满足m远小于M
B.定滑轮的质量要足够小
C.用手向上托稳钩码,由静止开始释放钩码
(2)调整光电门的位置,使得滑块通过B点时钩码没有落地。滑块由A点运动到B点的过程中,系统动能增加量ΔEk_______,系统重力势能减少量ΔEp_______。(以上结果均用题中所给字母表示)
(3)改变d重复实验得到多组数据,用图像法处理数据,为了形象直观,应该作_______
A.dt图像  B.dt2图像  C.d图像
(4)若实验结果发现ΔEk总是略大于ΔEp,可能的原因是_______
A.存在空气阻力
B.滑块没有到达B点时钩码已经落地
C.测出滑块左端与光电门B之间的距离作为d
D.测出滑块右端与光电门B之间的距离作为d
3 . 如图所示,为在实验室中“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。让重物拉着纸带从高处由静止开始下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,通过对纸带上的点迹进行测量、分析即可验证机械能守恒定律。

(1)实验前,老师提供两种计时器:电磁打点计时器、电火花打点计时器。为减小“验证机械能守恒定律”的实验误差,实验时应用选择______打点计时器,其所需的电源为________
(2)某同学正确的选择打点计时器后,用一质量为的重物拉着纸带进行实验,选出点迹清晰的纸带,自起始点O测量出纸带上连续的四个点ABCDO点的距离,如图所示。已知打点计时器的打点频率为50Hz,当地重力加速度为。则在打点计时器打O点到B点的这段时间内,重物动能的增加量为_________J、重力势能的减少量为_________J。(结果均保留二位有效数字)

(3) 该同学发现,和其他同学一样,通过实验数据求得的重物动能的增加量都略小于重力势能的减少量,这种误差属于___________(填“系统”或“偶然”)误差,产生误差的主要原因是___
(4) 该同学继续应用纸带上各点到起始点O的距离h,计算出相应点对应的速度v,以h为横轴、为纵轴作出了如图所示的图线,该图线的斜率应 ________

A. 略小于9.8             B. 等于9.8          C. 略小于19.6          D. 等于19.6
4 . 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。气垫导轨上A处安装了一个光电门,滑块上固定一宽度为的遮光条,滑块用绕过气垫导轨左端定滑轮的细线与钩码相连,每次滑块都从同一位置由静止释放,释放时遮光条位于气垫导轨上B位置的上方。

(1)下列不必要的一项实验要求是______ (请填写选项前对应的字母)。
A.滑块必须由静止释放
B.应使滑块的质量远大于钩码的质量
C.已知当地重力加速度
D.应使细线与气垫导轨平行
(2)实验中,接通气源,滑块静止释放后,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为t,测得滑块质量为M,钩码质量为mAB间的距离为L。在实验误差允许范围内,若满足______(用直接测量的物理量符号表示)关系,则系统机械能守恒。
(3)分析实验数据后发现,系统增加的动能明显大于钩码减小的重力势能,原因是:______
2022-03-15更新 | 265次组卷 | 4卷引用:江苏省宿迁市沭阳县2021-2022学年高一下学期期中调研测试物理试题
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5 . 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,让重锤自由下落,打点计时器在带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0.02s打一个点,当地的重力加速度为,那么:

(1)该实验___________(填“需要”或“不需要”)测量重锤的质量。
(2)根据图上所得的数据,应取图中O点到___________点来验证机械能守恒定律。
(3)打点B时重物下落的速度大小为___________(结果保留三位有效数字)。
(4)由于阻力的作用,重物重力势能的减少量___________(填“小于”“等于”或“大于”)重物动能的增加量。
6 . 用如图所示的装置验证机械能守恒定律,轻绳两端系着质量均为M的物块A、B,B上放一质量为m的金属片C,在B的正下方铁架台上固定一金属圆环。开始时金属片C与圆环间的高度为h,由静止释放B,运动一段时间后金属片C被搁置在圆环上(C与轻绳间无接触),测得B通过两数字计时器的时间间隔为t,已知两数字计时器的竖直间距为d。改变h重复实验得到多组数据,为了直观反映数据关系,应绘制(  )
A.t-h图象B.图象C.图象D.图象
2021-06-29更新 | 237次组卷 | 2卷引用:江苏省宿迁市2020-2021学年高一下学期期末物理试题
7 . (1)某同学用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律,进行如下操作。

①用天平测定小钢球的质量为m=0.0100kg
②用游标卡尺测出小钢球的直径为d=10.0mm
③用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为h=83.00cm
④电磁铁先通电,让小钢球吸在下端
⑤电磁铁断电,小钢球自由下落
⑥在小钢球经过光电门的时间内,计时装置记下小钢球经过光电门所用时间为t=2.50×10-3s,由此可计算出小钢球经过光电门时的速度为____ m/s
⑦计算此过程中小钢球重力势能的减少量为_____J,小钢球动能的增加量为____J(g取9.8m/s2
⑧可得到结论:________________
(2)另一同学用上述实验装置通过改变光电门的位置,用h表示小钢球到光电门时的下落距离,用v表示小钢球通过光电门的速度,根据实验数据作出了如图乙所示的v2-h图像,则当地的实际重力加速度为g=________m/s2
8 . 实验装置如图1所示,让重锤拖动纸带自由下落,通过打点计时器打下一系列的点,对纸带上的点迹进行测量、分析和计算处理,即可验证重锤下落过程机械能是否守恒。

(1)下面列举了验证机械能守恒定律实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装实验器材
B.将打点计时器接到学生电源输出电压为6V的“直流输出”挡
C.用天平测出重锤的质量
D.先释放纸带,然后立刻接通电源,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与增加的动能的关系
其中没有必要进行的步骤是________,操作不当的步骤是________
(2)如图2所示是某次实验打出的一条纸带,选取纸带上连续的五个点,测出各点之间的距离分别为:x0=62.99cm,x1=7.19cm,x2=7.58cm,x3=7.97cm,x4=8.36cm所用电源的频率50Hz,重锺的质量m=1.00kg,查得当地重力加速度9.8m/s2
①重锤由点运动到点,重力势能的减少量等于________,动能的增加量等于________(保留三位有效数字),实验结论:________
②重锤从点运动到点的过程中受到的平均阻力约为________N。
2021-03-16更新 | 249次组卷 | 4卷引用:江苏省宿迁市沭阳县修远中学2020-2021学年高一下学期第一次月考物理试题
9 . 在“验证机械能守恒定律”的一次实验中,重锤拖着纸带自由下落,在纸带上打出一系列的点,如图所示,已知相邻计数点的时间间隔为0.02s,回答以下问题:
(1)关于上述实验,下列说法中正确的是______
A.重物最好选择密度较小的木块
B.重物的质量可以不测量
C.实验中应先释放纸带,后接通电源
D.可以利用公式v来求解瞬时速度
(2)某同学用如图甲所示装置进行实验,得到如图乙所示的纸带,把第一个点(初速度为零)记作O点,测出点OA间的距离为68.97cm,点AC间的距离为15.24cm,点CE间的距离为16.76cm,已知当地重力加速度为9.8m/s2,重锤的质量为m=1.0kg,则打点计时器在打O点到C点的这段时间内,重锤动能的增加量为______J,重力势能的减少量为______;(保留两位有效数字)
(3)在实验中发现,重锤减少的重力势能______重锤增加的动能(选填“大于”或“小于”或“等于”),其原因主要是因为______
2020-11-27更新 | 540次组卷 | 4卷引用:江苏省宿迁市泗阳桃州中学2019-2020学年高一下学期期末物理试题
10 . “验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示,图乙为实验所得的一条纸带,在纸带上选取了点迹清晰的连续7个点,若只测出了点4与点0之间的距离为h4以及点6与点0的距离为h6,已知打点周期为T,当地重力加速度为g。(以下的三个结论均由题中所给符号表示)

(1)打点5时重物的速度v________
(2)由已知条件从理论上计算点5到点0的距离h5________
(3)若打点0时重物的速度为零,则要验证从点0到点5间重物下落过程中机械能守恒的等式为_______
(4)实验中发现重物重力势能减少量大于其动能增加量,这主要是因为___________
2020-10-25更新 | 66次组卷 | 1卷引用:2021届江苏省宿迁泗阳县众兴中学高三上学期摸底调研考试物理试题
共计 平均难度:一般