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 9 道试题
1 . 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:安徽宣城市2018届高三年级第二次调研测试理综物理试题
2 . 某物理兴趣小组的同学利用图甲所示的装置验证小球做圆周运动时机械能守恒。细线上端固定在竖直铁架台上的O点,下端悬挂一个小球,将小球拉起一定高度,由静止释放,摆到最低点时,恰好通过固定在铁架台上的光电门。已知当地的重力加速度为g

(1)用游标卡尺测出小球的直径,如图乙所示,则小球的直径_________
(2)关于实验仪器的选择以及实验的操作,下列说法正确的是_________
A.应该选择较粗的线悬挂小球          B.小球应选密度较小的塑料球
C.小球的质量一定要用天平测量        D.小球运动的平面一定要在竖直面
(3)该小组同学将小球从不同高度释放,测出释放点到小球摆到最低点的高度h、小球挡光时间t。以h为纵坐标、为横坐标,作出图像,图像是一条过原点的倾斜直线,在实验误差允许的范围内若该图像的斜率等于_________(用题中已知物理量的字母表示),则验证小球在摆动的过程中满足机械能守恒。
2022-12-12更新 | 882次组卷 | 4卷引用:2023届安徽省宣城市第二中学高三上学期理综模拟测试物理试题(二)
3 . 某实验小组设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验,如图所示,已知拉力传感器只能显示拉力的竖直分量大小。重力加速度为g

(1)现有以下材质的小球:①乒乓球;②橡胶球;③小钢球。实验中应选用__________(填序号);
(2)拉起质量为m的小球至某一位置由静止释放,使小球在竖直平面内摆动,记录小球摆动过程中拉力传感器示数的最大值Tmax和最小值Tmin。改变小球的初始释放位置,重复上述过程。为了得到一条直线,应该根据测量数据在直角坐标系中绘制__________(选填“”、“”、“”)关系图像;若小球摆动过程中机械能守恒,该直线斜率的理论值为__________
(3)该实验系统误差的主要来源是__________(单选,填正确答案标号)。
A.小球摆动角度偏大
B.小球初始释放位置不同
C.小球摆动过程中有空气阻力
4 . 某实验小组的同学利用如图甲所示的装置完成了“验证机械能守恒定律”的实验,将气垫导轨沿倾斜方向固定在水平桌面上,倾角为,将光电门固定在气垫导轨上,带有挡光条的滑块由光电门上方静止释放。

(1)实验时,该小组的同学利用刻度尺测量了挡光条的宽度,如图乙所示,该刻度尺的读数为______mm;


(2)已知挡光条的宽度为d,释放点到光电门的距离为L,滑块经过光电门的挡光时间为t,重力加速度为g,若滑块下滑过程中滑块的机械能守恒,则关系式______成立(用已知量表示);
(3)多次改变释放点到光电门的距离L,并记录每次滑块经过光电门时的挡光时间t,该小组的同学利用图像法验证了机械能守恒定律,坐标系以L为纵轴,为了便于验证,应以______(填“t”“”或“”)为横轴,若图线的斜率为k,重力加速度g______时滑块下滑过程中的机械能守恒。
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5 . 研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图像。
1
(1)实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的_____________(选填“>”“=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平;


(2)用游标卡尺测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则_____________


(3)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与钩码Q相连,钩码Q的质量为m,滑块(含遮光条)的质量为M,当地的重力加速度为g。现将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图像如图乙所示,若d已知,要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒,还应测出______________;(写出物理量的名称及符号)
(4)若上述物理量满足关系式_______________,则表明在上述过程中,滑块和钩码组成的系统机械能守恒。
6 . 某同学用如图甲所示的实验装置验证“机械能守恒定律”,将小钢球M、N分别固定于一轻杆的两端,杆呈水平且处于静止状态,释放轻杆,使M、N两球绕固定于中点O的水平轴在竖直面内逆时针自由转动。O点正下方有一光电门,小球球心可恰好通过光电门。

(1)用游标卡尺测得小钢球的直径如图乙所示,则小球的直径为____cm;
(2)M、N从水平位置由静止释放,当小球M通过最低点时,与光电门连接的数字计时器显示的遮光时间为,则小钢球经过最低点时的速度大小为____m/s;
(3)已知当地重力加速度大小为,若两小球M、N球心间的距离为,小球M的质量是小球N质量的n倍(),如果系统(小钢球M、N以及杆)的机械能守恒,应满足的关系式为______(用g表示)
2022-04-15更新 | 374次组卷 | 2卷引用:2022届安徽省宣城市高三下学期核心模拟卷(四)理科综合物理试题
7 . 为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的,某同学利用DIS设计了一个实验,实验装置如图甲所示,图中A为电磁铁,B为光电门.有一直径为d、质量为m的金属小球通过电磁铁从A处由静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门,测得A、B间的距离为H,光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t,当地的重力加速度为g,且小球直径d远小于A、B间的距离H.则:

(1)小球经过光电门B时的速度vB表达式为_____
(2)多次改变高度H,重复上述实验,作出-H的变化图象如图乙所示,当图线斜率
k=________时(用已知量g、d表示),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Ek总是稍小于重力势能减少量EP,增加下落高度后,EP-Ek_______增加(选填“增加”、“减小”、“不变”).
2018-06-01更新 | 392次组卷 | 4卷引用:安徽省宣城市2017-2018学年高一下学期期末考试物理试题
8 . “验证机械能守恒定律”的实验装置如题图所示.
   
(1)甲同学按照正确的实验步骤操作后,选出一条纸带如题图所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点.从纸带上A点开始每隔一个点取一个计数点,取得两个计数点BC.该同学用刻度尺,测得OA=9.62cm,OB=l5.89cm,OC=23.64cm.已知打点计时器每0.02s打一个点,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ΔEp=_______J;重物的动能增加量ΔEk=______ J(结果均保留三位有效数字);
(2)乙同学利用该实验装置测定当地的重力加速度.他打出了一条纸带后,利用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,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以为纵轴画出了如题图所示的图线.由于图线明显偏离原点,若测量和计算都没有问题,其原因可能是________
   
乙同学测出该图线的斜率为k,如果阻力不可忽略,则当地的重力加速度g _____ k(选填“大于”、“等于”或“小于”).
9 . 在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中
(1)下列器材中不必要的一项是____________(只需填字母代号).
A.重物     B.纸带     C.天平       D.低压交流电源       E.毫米刻度尺
(2)关于本实验的误差,说法不正确的一项是_____________
A.选择质量较小的重物,有利于减小误差
B.选择点击清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带,有利于减小误差
C.先松开纸带后接通电源会造成较大的误差
D.实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用

(3)在实验中,质量m=1kg的物体自由下落,得到如图所示的纸带,相邻计数点间的时间间隔为0.04s.那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中,物体重力势能的减少量Ep_______J,此过程中物体动能的增加量Ek=______J.(取g=9.8 m/s2,保留三位有效数字)
共计 平均难度:一般