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 369 道试题
1 . 某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器,另一端连接小钢球,如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放,使小钢球在竖直平面内摆动,记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值。改变小钢球的初始释放位置,重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像是一条直线,如图乙所示。
(1)若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为_______
(2)由图乙得:直线的斜率为______,小钢球的重力为_______N。(结果均保留2位有效数字)
(3)该实验系统误差的主要来源是______(单选,填正确答案标号)。
A.小钢球摆动角度偏大
B.小钢球初始释放位置不同
C.小钢球摆动过程中有空气阻力

2022-06-27更新 | 9889次组卷 | 29卷引用:浙江省嘉兴市桐乡第一中学2022-2023学年高一下学期5月月考物理试题
2 . 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=1.00kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带,如图1所示。O为第一个点,ABC为从合适位置开始选取的连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0.02s打一个点,当地的重力加速度为g=9.80m/s2,那么:

(1)根据图1中所给的数据,应取图中O点到_______点来验证机械能守恒定律。
(2)从O点到(1)问中所取的点,对应的重物重力势能的减少量ΔEp=_______J,动能增加量ΔEk=___________J。(结果保留三位有效数字)

(3)若测出纸带上所有点到O点的距离,根据纸带算出各点的速度v及重物下落的高度h,则以为纵轴、以h为横轴画出的图像是图2中的_______
2022-02-03更新 | 3333次组卷 | 31卷引用:浙江省绍兴市诸暨中学2020-2021学年高一上学期期中物理试题(平行班)
3 . 某实验小组用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。将一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的遮光条。在A的正下方固定一光电门。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可由计时器测出。记录钢球每次摆下的高度h和计时器示数t
(1)用刻度尺测量遮光条宽度,如图乙所示,读数为______cm。某次测量中,计时器的示数为0.00320s,则钢球经过A时的速度v=______m/s(计算结果保留3位有效数字)。
(2)该实验小组在某次实验中测得减少的重力势能为1.034J,小球经A处的动能为1.143J。比较两者的大小,出现这一结果可能的原因有______
A.释放时给了小球一个初速度
B.钢球下落过程中存在空气阻力
C.实验中用的是遮光条的速度,比钢球实际速度略大
D.所测钢球摆下高度h为释放时球心到球在A点时底端之间的高度差
2022-11-11更新 | 1521次组卷 | 2卷引用:浙江省9+1高中联盟2022-2023学年高二上学期期中物理试题
23-24高三上·内蒙古赤峰·阶段练习
4 . 某同学利用下面方法间接测量物体质量M,并利用此装置验证系统机械能守恒。装置如图甲所示,一根轻绳跨过轻质定滑轮与两个相同的重物P、Q相连,重物P、Q质量均为m=200g,在重物Q的下面通过轻质挂钩悬挂待测物块Z,重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连,已知当地重力加速度为g=9.8m/s2

(1)某次实验中,先接通频率为50Hz的交流电源,再由静止释放系统,得到如图乙所示的纸带,其中s1=4.47cm,s2=5.34cm,s3=6.21cm,s4=7.10cm,s5=7.98cm,s6=8.86cm。则系统运动的加速度a=_____________m/s2,5点的速度v5=_________m/s(保留三位有效数字);
(2)忽略各类阻力,求出物块Z质量的测量值为M=____________kg(保留三位有效数字);

(3)利用纸带还可以验证系统机械能守恒,测量纸带得出1点到5点的距离为h,求出1点速度为v1,5点的速度为v5,根据以上数据,可求重物由1点运动到5点时系统重力势能减少量等于________,系统动能的增加量等于_______,通过数据可得出在误差允许的范围内系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量,则系统机械能守恒(表达式用题中Mmv1v5、g、h字母表示)。
2023-12-28更新 | 1173次组卷 | 6卷引用:2024新东方高二下月考高中物理02
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5 . 某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中打点计时器的电源为交流电源,可以使用的频率有20Hz、30 Hz和40 Hz,打出纸带的一部分如图(b)所示。

该同学在实验中没有记录交流电的频率,需要用实验数据和其他条件进行推算。
(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用和图(b)中给出的物理量可以写出:在打点计时器打出B点时,重物下落的速度大小为_________,打出C点时重物下落的速度大小为________,重物下落的加速度的大小为________
(2)已测得=8.89cm,=9.5.cm,=10.10cm;当重力加速度大小为9.80m/,试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。由此推算出________ Hz。
2016-12-08更新 | 11401次组卷 | 63卷引用:【全国百强校】浙江省余姚市余姚中学2017-2018学年高一下学期期中考试物理试题
10-11高三下·江苏扬州·阶段练习
6 . 用如图的实验装置验证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。实验中获取的一条纸带如图所示,0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个打下的点(图中未标出),打点频率为50 Hz,计数点间的距离已标记在纸带上。已知m1=50 g,m2=150 g,则(g=9.8 m/s2,所有结果均保留三位有效数字)

(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5=______m/s。
(2)在打下0~5的过程中系统动能的增量ΔEk=______J,系统势能的减少量ΔEp=______J。
(3)由此得出的结论是:______
(4)在本实验中,若某同学作出了的图像,如图所示:

则当地的重力加速度的测量值g=______ m/s2
2023-03-27更新 | 1209次组卷 | 161卷引用:2013-2014浙江省效实中学高一上学期期末物理试卷
7 . 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。

(1)他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功能
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)这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析,如图乙所示,其中O点为起始点,ABCDEF为六个计时点,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1.0kg,从O点下落到B的过程中重力势能的减少量为______J。O点下落到B的过程中动能增加量为______J(,计算结果均保留3位有效数字)

(3)他根据纸带上的数据算出各点的速度v,量出下落距离h,并以为纵轴、h为横轴画出的图像应是下图的______(填选项字母)。

8 . 某同学采用重物自由下落的方法“验证机械能守恒定律”,如图(甲)所示。打点计时器所用电源频率为50Hz,当地重力加速度的值为

(1)下面是他实验时的操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的直流输出端上;
C.用天平测量出重锤的质量;
D.先释放纸带,然后再接通电源;
E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;
F.计算重锤下落过程中减少的重力势能和增加的动能;
G.改换纸带,重做几次。
其中不必要以及不恰当的步骤有______

(2)若已知重物的质量为,按实验要求正确地选出纸带,用毫米刻度尺测量连续三点ABC到第一个点O的距离如图(乙)所示,那么:从打下O点到打下计数点B的过程中重力势能的减少量_____J(保留3位有效数字);而动能的增加量______J(保留3位有效数字)。实验发现二者并不完全相等,请指出一个可能的原因__________
(3)处理数据过程中,甲乙两位同学分别发现了一种计算B点对应时刻物体速度的新思路:
甲同学发现,图中的B是除起始点外打点计时器打下的第n个点。因此可以用从O点到B点的时间nTT是打点计时器的打点周期)计算,即,再依此计算动能的增量。
乙同学认为,可以利用从O点到B点的距离计算,即,再依此计算动能的增量。
你认为,他们的新思路中(      )
A.只有甲同学的思路符合实验要求             B.只有乙同学的思路符合实验要求
C.两位同学的思路都符合实验要求               D.两位同学的思路都不符合实验要求
(4)重锤在下落的过程中,如果所受阻力均忽略不计,h代表下落的距离,v代表物体速率,代表动能,代表势能,E代表机械能,以水平桌面为参考面,下列图像可能正确的是_______

A.     B. C. D.

9 . 如图1所示为高中物理中的四个力学实验装置。


(1)关于这四个力学实验,下列说法正确的是______(多选)。
A.实验操作时,四个实验均需先接通电源后释放纸带
B.实验操作时,四个实验均需物体靠近打点计时器处由静止释放
C.四个实验中的物体均做匀变速直线运动
D.数据处理时,四个实验均需计算物体的加速度
(2)某同学按图1(乙)装置做“探究加速度与力和质量关系”,在正确补偿阻力后,按实验原理打出了12条纸带。如图2(a)所示是根据其中一条纸带上的数据作出的图像。打该条纸带时,钩码的总质量______(选填“满足”或“不满足”)远小于小车的质量。

(3)如图2(b)所示是某同学按图1(丁)装置做“验证机械能守恒”时打出的一条纸带,计时器接在频率为的交流电源上,从起始点开始,将此后连续打出的7个点依次标为A…,已知重锤的质量为,当地的重力加速度,从打点到打点的过程,重锤重力势能的减少量为______,重锤动能的增加量为______。(该小题中的计算结果均保留2位有效数字)
2022-05-20更新 | 1073次组卷 | 3卷引用:2022届浙江省精诚联盟高三下学期适应性联考物理试题
10 . “验证机械能守恒定律”的实验的装置如图1所示。

(1)下列实验操作正确的是________
A.将电磁打点计时器固定在铁架台上,并把打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向
B.将电磁打点计时器接到220V交流电源上
C.选择打好的纸带,确定开始打点的位置O,从纸带上数出打点数n,得到重锤下落的时间t和纸带在这段时间内的长度h,根据公式计算出重锤速度(g为重力加速度),再进一步验证机械能守恒
(2)关于本实验的误差,下列说法正确的是________
A.重锤质量称量不准会造成较大的误差
B.重锤体积一定时,用密度大的材质,有利减小误差
C.实验中摩擦不可避免,纸带越短,摩擦力做功越少,实验误差越小
(3)小李在验证了机械能守恒定律后,想用此装置探究磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律。实验装置如图2所示,将重锤换铜管成磁铁,并在纸带限位孔的正下方竖直放置一铜管,且与限位孔在同一竖直线。小李按正确步骤进行了实验,得到一条纸带如图3所示。确定一合适的点为O点,每个打点标为ab,…,h。例如,为了得到b点的速度,计算方法I:;计算方法II:。其更合理的方法是________(填“I”或“II”)。从纸带上的打点分布,试定性描述磁铁在铜管中的运动情况________________

2023-11-12更新 | 862次组卷 | 6卷引用:2024届浙江省金华十校高三上学期11月模拟考试物理试题
共计 平均难度:一般