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 288 道试题
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,让重物从高处由静止开始下落,打点计时器在重物拖着的纸带上打出一系列的点;实验结束后,选择一条点迹清晰的纸带进行数据测量,用刻度尺只测出如图乙所示的几段距离就可以达到实验目的,打点计时器的频率为fO点是落体运动的起点,当地的重力加速度为g,回答下列问题:

(1)下列做法正确的有__________(填标号);
A.必须要称出重物和夹子的质量
B.图中两限位孔必须在同一竖直线上
C.将连着重物的纸带穿过限位孔,用手提住,且让手尽量靠近打点计时器
D.实验时,先接通电源,再释放纸带
E.数据处理时,应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
(2)打点计时器打下B点时,纸带的速度为=_________(用题中和图中所给的已知物理量符号来表示);
(3)若测出OB两点之间距离为h,则可写出验证OB的机械能守恒的表达式为_________(用题中和图中所给的已知物理量符号来表示);
(4)上述验证机械能守恒的表达式两侧可能不完全相等,原因可能是_________(写出一条)。
2023-05-19更新 | 398次组卷 | 4卷引用:湖北省丹江口市第二中学2022-2023学年高一下学期5月月考物理试题
2 . 用如图甲实验装置验证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。图乙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),计数点间的距离如图乙所示,已知电源频率为50Hz,m1=50g、m2=150g,g取10m/s2,则:

(1)在纸带上打下计数点5时的速度v=______m/s;
(2)在打点0~5过程中系统动能的增加量ΔEk=___J,系统势能的减少量ΔEp=___J。(第(2)问结果均保留三位有效数字)
2023-05-11更新 | 2208次组卷 | 18卷引用:湖北省武汉市部分重点中学2023-2024学年高二上学期9月阶段性检测物理
3 . 某同学设计出如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”,让小铁球从A点自由下落,下落过程中经过A点正下方的光电门B时,已知小球的质量为m,直径为d

(1)用游标卡尺测得的铁球直径如图丙所示,读数为______cm;

(2)若AB之间距离为h,则小球从AB过程中,减少的重力势能为______,增加的动能为______(用题中给出的字母表示);
(3)调整AB之间距离h,记录下小球通过光电门B的时间t,多次重复上述过程h的变化图像如图乙所示。若小球下落过程中机械能守恒,该直线斜率k0=______
2023-05-06更新 | 381次组卷 | 3卷引用:湖北省襄阳市第四中学2022-2023学年高一下学期5月月考物理试题
4 . 利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图1所示,气垫导轨固定在水平桌面上,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和一质量为m的重物相连;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L表示A点到光电门B处的距离,d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)用刻度尺测出遮光条的宽度d,如图2所示,其读数为___________
(2)按图安装好装置,调节气垫导轨水平。
(3)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=___________,系统的重力势能减少量可表示为=___________,在误差允许的范围内,若,则可认为系统的机械能守恒。(用题中字母Mmdt、g、L表示)
(4)某同学认为用上述实验装置也可测当地的重力加速度,他保持滑块每次均从A处静止释放,改变光电门的位置进行多次实验,测出多组遮光条到光电门的距离L及遮光条遮光时间t,为了直观地得到tL的关系,应作出___________(选填“t-L”、“-L”“t2-L”或“”图像,如果在误差允许范围内,图像是一条过原点倾斜的直线,已知图像的斜率为k,则当地的重力加速度为___________。(用题中字母Mmdk表示)
2023-05-02更新 | 195次组卷 | 1卷引用:湖北省恩施州高中教育联盟2022-2023学年高一下学期期中物理试题
5 . 某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律,频闪仪每隔0.05s闪光一次,如图所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表。(当地重力加速度取9.8m/s2,小球质量m=0.2kg,结果保留3位有效数字)
时刻t2t3t4t5
速度/(m· s-14.994.483.98

(1)由频闪照片上的数据计算时刻小球的速度=______m/s;
(2)从时间内,重力势能增量=______J,动能减少量=______ J;
(3)在误差允许范围内,若近似相等,即可验证了机械能守恒定律。由上述计算得______(选填“>”、“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是______
2023-04-30更新 | 805次组卷 | 40卷引用:【全国百强校】湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学2018届高三下学期周六检测6物理试题
6 . “验证机械能守恒定律”的实验装置示意图.现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平,回答下列问题:

(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有___________.(填入正确选项前的字母)
A.毫米刻度尺             B.秒表       C.约为8V的交流电源       D.220V的交流电源
(2)关于重锤的选用,以下说法正确的是___________.
A.重锤选用体积较大且质量较小的
B.重锤选用体积较小且质量较大的
C.选用重锤后要称质量
(3)质量的重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,相邻计数点的时间间隔为0.02s,长度单位是cm,g取9.8m/s2.(结果保留2位有效数字):
①打点计时器打下计数点B时,重锤的速度___________m/s.
②从打下计数点O到打下计数点B的过程中,重锤重力势能的减小量___________J,动能的增加量___________J.
7 . 如图甲是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置。(g取9.80 m/s2
   
(1)选出一条清晰的纸带如图乙所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,ABC为三个计数点,打点计时器通以频率为50 Hz的交变电流。用分度值为1 mm的刻度尺测得,在计数点ABBC之间还各有一个点,重锤的质量为1.00 kg。甲同学根据以上数据算出:当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了________J;此时重锤的速度________m/s,此时重锤的动能比开始下落时增加了________J。(结果均保留三位有效数字)
   
(2)某同学利用他自己实验时打出的纸带,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,算出了各计数点对应的速度v,然后以h为横轴、以为纵轴作出了如图丙所示的图线,图线的斜率近似等于________
A.19.6         B.9.8      C.4.90
8 . 某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。绳和滑轮的质量忽略不计,轮与轴之间的摩擦忽略不计。

(1)实验时,该同学进行了如下操作:
①用天平分别测出物块A、B的质量(A的质量含遮光片):
②用游标卡尺测量遮光片的挡光宽度d
③将重物A、B用轻绳按图甲示连接,跨放在轻质定滑轮上,一个同学用手托住重物B,另一个同学测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离h,之后释放重物B使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为,则重物A速度的大小为______,重物B速度的大小为______.
(2)要验证系统(重物A、B)的机械能守恒,应满足的关系式为:______(用重力加速度gdh表示)。上述关系式没能满足的原因之一可能是:____________.
2023-04-21更新 | 317次组卷 | 1卷引用:湖北省武汉市部分重点中学2022-2023学年高一下学期期中联考物理试题
9 . 某兴趣小组利用自由落体运动来验证机械能守恒定律。在“验证机械能守恒定律”实验中,利用重物拖着纸带自由下落,通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上点迹进行测量,经过数据处理即可验证机械能守恒定律,某次实验得到如图甲所示纸带。

(1)在实验过程中,下列实验操作和数据处理错误的是___________
A.重物下落的起始位置靠近打点计时器;
B.做实验时,先接通打点计时器的电源,再释放重锤;
C.为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v,可测量该点到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;
(2)正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图乙所示。图中O点为打点起始点,且速度为零。选取纸带上打出的连续点,标上ABC、…测得其中EFG点距打点起始点O的距离分别为h1h2h3。已知重物的质量为m,当地重力加速度为g,打点计时器的打点周期为T,为验证此实验过程中机械能是否守恒,需要计算出从打下O点到打下F点的过程中,重物重力势能减少量________,动能增加量_________。(用题中所给字母表示)

(3)利用该装置还可以测量当地的重力加速度,某同学的做法是以各点到起始点的距离h为横坐标,以各点速度的平方v2为纵坐标,建立直角坐标系,用实验测得的数据绘制出v2h图像,如图丙所示。由v2h图像求得的当地重力加速度g=_______m/s2。(结果保留3位有效数字)
2023-04-21更新 | 434次组卷 | 4卷引用:湖北省部分省级示范高中2022-2023学年高一下学期期中测试物理试题
10 . 甲同学利用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验.

(1)在实验过程中,下列实验操作和数据处理正确的是______.
A.为了完成该实验,需要测出重锤的质量m
B.释放重锤前,手捏住纸带上端并使纸带保持竖直
C.为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v,需要先测量该点到起始点O的距离h,再根据公式计算,其中应取当地的重力加速度
D.用刻度尺测量某点到起始点O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
(2)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为三个计数点。用刻度尺测得OA=12.41cm,OB=18.90cm,OC=27.06cm。在计数点ABBC之间还各有一个点,重锤的质量为0.2kg,打点计时器工作频率为50Hz,当地的重力加速度g为9.8m/s2。打点计时器打下计数点B时,重锤的速度大小为vB=_______m/s;从打下O到打下B点过程中重锤动能增加量ΔEk=_____J,重力势能减少量ΔEp=______J,导致上述两者不相等的原因是______。(计算结果均保留三位有效数字)

(3)某同学在纸带上选取计数点后,测量它们到初速度为零的起始点的距离h,并计算出打相应计数点时重锤的速度v,描绘v2-h的图像,若实验中重锤所受阻力不可忽略,且阻力大小保持不变,从理论上分析,合理的v2-h图像是图中的______
2023-04-18更新 | 390次组卷 | 1卷引用:湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学2022-2023学年高一下学期4月期中物理试题
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