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 51 道试题
1 . 某实验小组利用如图1所示的装置做验证机械能守恒定律的实验。图中铁架台上的处固定一光电门,点是铁架台上固定的一点,用刻度尺测得之间的高度差为
(1)现将小球从横梁上的点由静止释放,通过数字计时器读出小球通过光电门的遮光时间。已知小球的直径为,则小球通过光电门时的速度大小______(用已知量的字母符号表示)。
(2)改变的位置,重复以上步骤,测出多组以及对应的遮光时间,求出并作出图像,如图2所示。已知重力加速度为,若小球下落的过程中机械能守恒,则图线的斜率______,与纵轴的截距表示______
2024-03-13更新 | 147次组卷 | 1卷引用:海南省省直辖县级行政单位琼中黎族苗族自治县二校2023-2024学年高三下学期开学考试物理试题
2 . 某同学利用频闪照相机和气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验,实验装置如图1所示。实验的主要步骤如下:

A.用天平测出滑块的质量
B.将安装有刻度尺的气垫导轨调整到倾角的倾斜状态();
C.将滑块从导轨的顶端由静止释放,使用频闪照相机对滑块进行拍摄,频闪照相机每隔拍摄一次。某次拍摄后得到的照片如图2所示,该同学在实验中测得影像间对应的实际距离分别为。已知当地的重力加速度

结合以上实验数据,完成下列填空:(计算结果均保留3位有效数字)
(1)滑块在位置时的速度大小为____________
(2)滑块由运动至,重力势能的减小量为____________,动能的增加量为____________,在误差允许的范围内,认为滑块下滑过程机械能守恒。
(3)写出两条产生误差的可能原因:①________________________;②________________________
3 . 利用图中所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。
   
(1)除带夹子的重锤、纸带、铁架台(含铁夹)、电火花打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是(      )
A.交流电源       B.刻度尺       C.直流电源       D.天平(含砝码)
(2)实验中,先接通电源,再释放重锤,得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点ABC,测得它们到起始点O的距离分别为hAhBhC。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。设重锤的质量为m。从打O点到打B点的过程中。重锤的重力势能减少量=______,重锤动能增加量=______
(3)若某同学作出图像如图丙所示,则当地重力加速度g=_____m/s2(保留3位有效数字)
(4)在实验中,某同学根据测得的数据,通过计算发现,重物动能的增加量略大于重物势能的减少量,若测量与计算均无错误,则出现这一问题的原因可能是(      )
A.重物的质量偏大             B.交流电源的频率偏大
C.交流电源的频率偏小       D.重物下落时受到的阻力过大

4 . 小明同学用如图1所示的实验装置验证系统的机械能守恒。在铁架台的横梁上固定一力传感器,弹簧的一端与力传感器相连,另一端连接一带有遮光片的小钢球,调整光电门1、2的位置,使钢球由静止释放后遮光片能够无碰撞地通过两电光门,此时光电门1、2固定在铁架台上的位置分别为AB。已知弹簧与小钢球处于平衡状态时,小钢球处在光电门1的上方,用手向上推小钢球到某一位置D处,然后由静止释放小钢球,则遮光片能过光电门1、2,不计空气阻力,重力加速度g,实验过程中弹簧均处于弹性限度内。

   

(1)用天平测得小钢球和遮光片的总质量

(2)用螺旋测微器测量遮光片的宽度如图2所示,则宽度________mm。

(3)用刻度尺测出OA之间的距离比弹簧的原长多出OB之间的距离比弹簧的原长多出

(4)测得遮光片经过光电门1、2时力传感器的读数分别为,遮光片的遮光时间分别为,从以上数据分析可知小钢球从光电门1运动到光电门2的过程中,小钢球的动能________。(选填“增加”或“减少”)

(5)小钢球从光电门1运动到光电门2的过程中,由于弹簧弹力与伸长量成正比,可用平均力计算克服弹力所做的功,弹簧弹性势能改变量等于小钢球克服弹力所做的功,因此弹簧弹性势能的改变量________,小钢球的重力势能的改变量________,小钢球动能的改变量________,由以上实验结果表明,在误差允许范围内,小钢球和弹簧组成的系统机械能守恒。(结果均保留3位有效数字)

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5 . (1)用如图所示的装置探究平抛运动竖直分运动的特点,实验中用小锤击打弹性金属片后,A球沿水平方向抛出,同时B球自由下落。
   
①让A、B球恢复初始状态,高度不变,用较大的力敲击弹性金属片,则___________(填选项前的字母序号)
A.A球的平抛运动时间变长       B.A球的平抛运动时间不变
C.A、B两球不同时落地       D.A、B两球仍同时落地
②关于本实验的实验结论,以下说法正确的是___________。(填选项前的字母序号)
A.实验说明A球在水平方向的运动特点
B.实验说明A球在水平方向做匀速直线运动
C.实验说明A球在竖直方向做自由落体运动
(2)一位同学为验证机械能守恒定律,利用光电门等装置设计了如下实验。使用的器材有:铁架台、光电门、轻质定滑轮,通过不可伸长的细绳连接的钩码A和B(A左侧安装挡光片),钩码A、B的质量分别为。已知当地重力加速度为g
①实验步骤如下:
a用游标卡尺测量挡光片沿运动方向的宽度d,如图1所示,则___________
   
b将实验器材按如图2所示安装好,其中钩码A的质量比B的大,实验开始前用一细绳将钩码B与桌面相连接,细绳都处于竖直方向,系统静止;
c用刻度尺测量光电门与挡光片间的距离
d用剪刀剪断钩码B下方的细绳,则A向下运动,测得A经过光电门的挡光时间为t
②为验证机械能守恒定律,请写出验证方程___________(用题中所给物理量的字母表示);改变光电门的位置,重新实验获得多组数据,并绘制图像,则图像斜率等于___________(用题中所给物理量的字母表示)。
2023-09-06更新 | 106次组卷 | 1卷引用:海南省海口市等5地琼中黎族苗族自治县琼中中学等2校2022-2023学年高三上学期12月期末联考物理试题
6 . (1)某同学设计了一个测定物体与桌面之间动摩擦因数的实验:一个质量为的物体放在水平桌面上,物体受到水平向右的水平拉力的作用后运动,以水平向右为加速度的正方向,如图甲所示。现测得物体的加速度与拉力之间的关系如图乙所示,重力加速度,由图像可知,物体的质量为__________,物体与水平面间的动摩擦因数__________
   
(2)小明同学利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律。A为装有挡光片的钩码,总质量为,挡光片的挡光宽度为。轻绳一端与相连,另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为的重物相连。他的做法是:先用力拉住,保持静止,测出的挡光片上边缘到光电门的距离;然后由静止释放,与相连的下落过程中经过光电门,光电门可测出挡光片的挡光时间,结合挡光片宽度可算出挄光片经过光电门的平均速度,将其视为下落时的瞬时速度。不计空气阻力及绳与滑轮间的摩擦,重力加速度为
   
①在从静止开始下落的过程中,验证以、地球所组成的系统机械能守恒的表达式为__________(用题目所给物理量的符号表示)。
②由于光电门所测的平均速度与物体下落时的瞬时速度间存在一个差值,因而测量所得系统减少的重力势能__________(选填“大于”或“小于”)系统增加的动能。
③为减小上述对结果的影响。小明同学想到了以下一些做法,其中可行的是__________。(填写选项前的字母)
A.适当增大挡光片的挡光宽度
B.适当减小挡光片的挡光宽度
C.适当减小挡光片上端到光电门的距离
2023-08-29更新 | 173次组卷 | 1卷引用:2023届海南省琼海市嘉积中学高三下学期三模物理试题
7 . (1)某同学利用如图所示的实验装置完成了验证碰撞过程中的动量守恒的实验,将带有斜槽的轨道固定在桌面上并调整至斜槽的末端水平。选取两个大小完全相同的小球,测量出其质量分别为,且。实验时,首先将球由一定高度静止释放,经过一段时间小球打在右侧竖直固定的挡板上的某点;然后在斜槽的末端放上球,将球由同一高度静止释放,两球碰后均打在右侧竖直固定的挡板上,已知点与斜槽的末端在同一水平线上。已知三点到点的距离分别为
       
①两球碰后,竖直挡板上的______点为球的落点,竖直挡板上的______点为球的落点。
②如果两球碰撞的过程动量守恒,则关系式____________成立。
③如果两球碰撞的过程没有能量损失,则关系式____________成立。
(2)某小组设计如图所示的装置来验证机械能守恒定律。实验器材有:铁架台、量角器、轻质细绳、力传感器(记录细绳上的拉力)、小球和刻度尺。
   
实验主要步骤如下:
①将实验装置按如图所示的方式连接;
②小球静止在位置I时,力传感器的示数为,测得细绳悬点到小球球心的长度为
③将小球缓慢拉至位置II,此时细绳与竖直方向的夹角为,松开手,当小球运动到最低点时,力传感器的示数为
则小球通过最低点的动能为____________,要验证机械能守恒定律,需要验证的关系式__________________
2023-08-28更新 | 182次组卷 | 1卷引用:2023届海南省海口市等四地、乐东黎族自治县乐东中学等二校高三上学期三模物理试题
8 . (1)某实验小组在实验室做“单摆测定重力加速度”的实验,如图甲所示。
     
①摆球的直径用螺旋测微器测出,如图乙所示,读数是__________
②甲同学用正确的实验方法测出摆线的长度为L,摆球的直径为dN次全振动的总时间为t,当地的重力加速度大小为__________(结果用LdNt等字母表示);
(2)某同学用图甲的装置验证机械能守恒定律。大小相同的两小球P、Q分别固定在轻杆两端,轻杆可绕固定于中点O的光滑水平轴在竖直面内转动,O点正下方有一光电计时器,小球通过计时器时其球心恰好与光电门等高。测得小球的直径为d,两球球心间的距离为L,P球质量是Q球质量的2倍。Q球质量为m,重力加速度为g。现将轻杆拉至水平位置并由静止释放,当P球第一次通过光电门时,计时器显示的遮光时间为。回答下列问题:
      
①用游标卡尺测量d时如图乙所示,则__________
   
②小球P经过光电门时速度的表达式为__________(用已知量和测得量的符号表示);
③小球P从开始运动到最低点过程,PQ系统重力势能的减小量__________,若此过程中P、Q构成的系统机械能守恒,则需要验证的关系式为__________(用已知量和测得量的符号表示)。
2023-08-26更新 | 215次组卷 | 1卷引用:2023届海南省琼海市高三下学期二模联考物理试题
9 . 用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,物块2从高处由静止开始下落,物块1上拖着的纸带打出了一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带,其中0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个计时点(图中未标出),计数点间的距离如图乙所示。已知物块1、2的质量分别为。(电源频率为50 Hz,结果均保留两位有效数字)

   

(1)在纸带上打下计数点5时的速度______ m/s。
(2)在打点0~5过程中,系统动能的增加量______J,系统重力势能的减少量________J。(g取10 m/s2
(3)若某同学作出的图像如图丙所示,则当地的实际重力加速度______ m/s2
2023-07-15更新 | 93次组卷 | 80卷引用:2021届海南省海口市华中师范大学海南附属中学高三上学期第四次月考物理试题
10 . 某实验小组用如图1所示装置验证机械能守恒定律,已知当地重力加速度为。操作步骤如下:
       
①调整光电门位置使直径为的小钢珠竖直下落过程中球心通过光电门
②用游标卡尺测量小钢珠的直径如图2所示,读数为_________
③通过带有刻度尺的竖直杆测出光电门间的距离
④小钢珠从点由静止开始下落,经过光电门,用数字计时器(末画出)记录挡光时间分别为
⑤多次改变光电门的位置,重复步骤③④,获得多组数据,根据测量数据可以通过描绘以为纵轴,以________(填选项前的字母)为横轴的图像来验证机械能是否守恒。若图像是过原点的直线,且图像斜率_______(用已知量和测量的字母表示)即可验证机械能守恒定律。
A.       B.       C.       D.
2023-06-07更新 | 167次组卷 | 1卷引用:2023届海南省高三下学期高考全真模拟卷物理试题(七)
共计 平均难度:一般