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 254 道试题
1 . 利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。
   
(1)为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的_________
A.动能变化量与势能变化量
B.速度变化量与势能变化量
C.速度变化量与高度变化量
(2)实验中,先接通电源,再释放重物,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。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能减少量_________,动能变化量_________
   
(3)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是_________
A.利用公式计算重物速度
B.利用公式计算重物速度
C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D.没有采用多次实验取平均值的方法
2 . 小刚同学用如图所示的实验装置验证“机械能守恒定律”,他进行如下操作:
①用天平测出小球的质量为0.50 kg
   
②用游标卡尺测出小球的直径为10.0 mm
③用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为82.05 cm
④电磁铁先通电,让小球吸在其下端
⑤电磁铁断电时,小球自由下落
⑥在小球通过光电门时,计时装置记下小球通过光电门所用的时间为2.50×10-3 s,由此可算出小球通过光电门的速度。
(1)由以上测量数据可计算出小球下落到光电门处时重力势能的减少量ΔEp=________J,小球动能的变化量ΔEk=________J。(g取9.8 m/s2,结果均保留三位有效数字)
(2)从实验结果中发现ΔEp______(选填“稍大于”“稍小于”或“等于”)ΔEk,试分析可能的原因:____________
3 . 某实验小组用落体法 “科学验证:机械能守恒定律”,实验装置如图甲所示。实验中测出重物自由下落的高度h及对应的瞬时速度v,计算出重物减少的重力势能mgh和增加的动能,然后进行比较,如果两者相等或近似相等,即可验证重物自由下落过程中机械能守恒。请根据实验原理和步骤完成下列问题:

   

(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.实验中应先接通电源,后释放纸带
D.可以利用公式来求解瞬时速度
(2)如图乙是该实验小组得到的一条点迹清晰的纸带,纸带上的O点是起始点,选取纸带上连续的点ABCDEF作为计数点,并测出各计数点到O点的距离依次为27.94 cm、32.78 cm、38.02 cm、43.65 cm、49.66 cm、56.07 cm。已知打点计时器所用的电源是50 Hz的交流电,重物的质量为0.5 kg,则从计时器打下点O到打下点D的过程中,重物减小的重力势能________ J;重物增加的动能________ J,两者不完全相等的原因可能是________________________。(重力加速度g取9.8 m/s2,计算结果保留三位有效数字)
(3)实验小组的同学又正确计算出图乙中打下计数点ABCDEF各点的瞬时速度v,以各计数点到A点的距离为横轴,为纵轴作出图像,如图丙所示,根据作出的图线,能粗略验证自由下落的物体机械能守恒的依据是___________________________________
2023-06-11更新 | 563次组卷 | 22卷引用:云南省景东县民中2017-2018学年高一下学期6月份考试物理试题
4 . 某同学通过查阅资料得知:弹簧弹性势能表达式为k为弹簧的劲度系数,为弹簧的形变量。为验证该表达式,该同学用一劲度系数为的轻弹簧,利用如图所示装置进行实验。
   
主要操作步骤如下:
(1) 用游标卡尺测出挡光片的宽度d,用天平测出物块ab(含挡光片)的质量均为m
(2) 将弹簧左端固定在气垫导轨的左侧,右端与a拴接,把气垫导轨调整至水平,并使气泵正常工作,弹簧处于自然状态时将a右侧所处的位置记为O点;
(3)在O点右侧某处固定一光电门,用ba向左推使a右侧对齐P点(未超出弹簧弹性限度),测出PO之间的距离为x,由静止释放ab,记下挡光片通过光电门的挡光时间t,则aP点运动到O点过程中,ab(含挡光片)组成的系统增加的动能为___________(用dtm表示),弹簧减少的弹性势能为___________(用x表示),若在误差范围内,满足则验证了该表达式;
(4)当a物块将弹簧再次压缩到最短时,a的右侧与O点距离为L,则___________
A.                    B.                    C. L=x
2023-06-07更新 | 800次组卷 | 4卷引用:2023届云南省昆明市高三下学期二模理综物理试题
5 . 在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器接在电压为6V、频率为50Hz的交流电源上,自由下落的重物质量为1kg,一条理想的纸带,数据如图所示,单位是cm,g取9.8m/s2OA之间有几个计数点没画出。
   
(1)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=__________m/s。
(2)从起点O到打下计数点B的过程中,重力势能的减少量ΔEp=_______J,此过程中物体动能的增量ΔEk=_______J。(结果保留两位有效数字)。
(3)如果以为纵轴,以下降高度h为横轴,根据多组数据给出的图像,图像上任意两点的纵坐标之差与横坐标之差的比等于_______
6 . 图为“验证机械能守恒定律”的实验装置,所用的打点计时器连接着频率为f的交流电,重力加速度大小为g
   
(1)下列关于该实验的操作步骤或数据处理的说法正确的是_____________
A.实验时必须用天平测出重物的质量
B.实验时应先接通打点计时器电源,后释放纸带
C.重复操作时必须让重物从同一位置开始下落
D.可以根据来计算打出纸带上某点时重物的瞬时速度
(2)用v表示打各计时点时重物的速度,h表示各计时点到起始点的距离,以v²为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出v²-h图线,若图线的斜率等于k,则当地的重力加速度大小g_____________(用k表示)时,说明重物在下落过程中机械能守恒。
(3)实验时用质量m的重物拖着纸带竖直下落,打点计时器在纸带上打出的部分计时点如图所示。纸带上长度单位为厘米,O为纸带运动的起点,从打下O点到打下B点过程中重物的重力势能的减少量_____________,在此过程中重物动能的增加量(均用题目中给定的物理量符号表示)_____________
   
7 . 利用图1装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
   
(1)实验中除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的器材是______
A.直流电源  B.刻度尺  C.天平(含砝码)  D.秒表
(2)实验中,需先接通电源,再释放重物,得到如图2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。已知当地重力加速度为,打点计时器打点的周期为,设重物的质量为,从打点到打点的过程中,重物的重力势能减少量______;动能增加量______
   
(3)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量略大于动能的增加量,关于这个误差下列说法正确的是______
A.该误差属于偶然误差,可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
B.该误差属于系统误差,可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
C.该误差属于偶然误差,可以通过减小空气阻力和摩擦阻力来减小该误差
D.该误差属于系统误差,可以通过减小空气阻力和摩擦阻力来减小该误差
(4)某同学利用图中纸带,先分别测量出从某点到点的距离(其中点为点后连续打出的点,图中未画出),再计算打出各点时重锤下落的速度,绘制图像,如图所示,并求得图线的斜率为。假设上述实验操作中不受一切阻力影响,此时绘制的图线的斜率为,则k的大小关系是______k(填“小于”、“等于”、“大于”)。
   
8 . 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 | 802次组卷 | 40卷引用:云南省昆明市官渡区第一中学2019-2020学年高一下学期开学考试物理试题
9 . 用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。


设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g。图乙是实验得到的一条纸带,ABCDE为相邻的连续计时点。根据测得的x1x2x3x4,写出重锤由B点到D点重力势能减少量的表达式___________,打下B点时重锤的速度为__________,打下D点时重锤的速度为__________,动能增加量的表达式___________。由于重锤下落时要克服阻力做功,所以该实验的动能增量总是___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)重力势能的减少量。
2023-04-25更新 | 156次组卷 | 1卷引用:云南省曲靖市兴教学校2022-2023学年高二下学期第二次教学质量检测物理试题
10 . 某实验小组利用如图所示装置验证系统的机械能守恒定律。跨过定滑轮的轻绳一端系着物块A,另一端穿过中心带有小孔的金属圆片C与物块B相连,A和B质量均为M,C的质量为m。铁架台上固定一圆环,圆环处在B的正下方。开始时,C与圆环间的高度为h,A、B、C由静止开始运动,当B穿过圆环时,C被搁置在圆环上。在铁架台处分别固定两个光电门,物块B从运动到所用的时间为t,圆环距的高度为之间的高度为,重力加速度为g

(1)B穿过圆环后可以视为做__________直线运动;
(2)若等式__________成立,即可验证A、B和C组成的系统机械能守恒;(用题中所测物理量的符号表示)
(3)实际做实验时会发现A、B和C组成的系统重力势能减少量大于系统动能增加量,原因可能是(不考虑测量误差)__________
2023-04-18更新 | 273次组卷 | 1卷引用:2023届云南省昆明一中、宁夏银川一中高三下学期一模理综物理试题
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