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 20 道试题
1 . 如图为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。主要实验步骤如下:

A.将气垫导轨放在水平桌面上,将导轨调至水平。
B.测出挡光条的宽度d
C.将滑块移至图示位置,测出挡光条到光电门的距离l
D.释放滑块,读出挡光条通过光电门的挡光时间t
E.用天平称出托盘和砝码的总质量m
F.……
(重力加速度取g)
请回答下列问题:
(1)滑块从静止释放到运动至光电门的过程中,系统的重力势能减少了____________
(2)为验证机械能守恒定律,还需要测量的物理量是____________
(3)若要符合机械能守恒定律的结论,则以上测得的物理量应该满足____________
2024-04-27更新 | 153次组卷 | 8卷引用:安徽省合肥市六校联盟2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题
2 . 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 | 566次组卷 | 22卷引用:【校级联考】安徽省滁州市定远县重点中学2018-2019学年高三上学期期中物理试题
3 . 用如图所示装置验证机械能守恒定律,装有遮光条的滑块放置在气垫导轨上的A位置,细线绕过固定在导轨右端的定滑轮,一端与滑块连接、另一端悬吊钩码。测出遮光条的宽度d,滑块与遮光条的总质量MA到光电门中心距离x。调节气垫导轨水平,由静止释放滑块,读出遮光条通过光电门的挡光时间t。将遮光条通过光电门的平均速度看作滑块中心到达光电门中心点时的瞬时速度。已知钩码的质量为m,当地重力加速度为g
   
(1)滑块从A处到达光电门中心处时,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。(用题中字母表示)
(2)某同学实验时,保持光电门的位置不变,改变滑块的位置A,测出多组对应的xt的数值,经过计算发现系统动能的增加量大于钩码重力势能的减少量,其原因可能是______
A.钩码质量太大
B.系统受到空气阻力和绳子与滑轮之间存在摩擦力
C.气垫导轨未完全调水平,左端高于右端
(3)某同学在实验时,发现细绳与导轨不平行(细绳左边稍低于右边),则该同学重力势能的测量值______真实值。(选填“大于”“小于”“等于”)
4 . 利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。

(1)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,还必须使用的两种器材是______
A.低压交流电源       B.刻度尺       C.天平(含砝码)
(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,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,重物的重力势能变化量______,动能变化量______
(3)各地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,可能的原因是______。(本题只有一个选项正确)
A.处理纸带时,没有每隔4点取一个计数点
B.重力加速度取值偏大
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
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5 . “频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法.照相机每隔相同的时间曝光一次,记录下物体的位置。某物理小组的同学在实验室利用频闪相机和小球,探究小球自由下落过程中机械能守恒,用相机对着小球拍摄小球自由下落的过程,得到如图所示的照片,用刻度尺量出照片上相邻小球之间的间距,已知相机的频率为f,重力加速度为g,小球质量为m,实物小球与照片上的小球尺寸比例为k,则:

(1)小球在位置2时的瞬时速度为_____________(用题中所给物理量符号表示)。
(2)取小球在位置2到位置5的过程研究,若表达式=___________成立(用gkf表示),即可验证小球下落过程中机械能守恒。
(3)若实验过程中发现小球减小的重力势能大于小球增加的动能,造成此问题的原因可能是__________
6 . 用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始下落。

(1)关于本实验下列说法正确的是___________(填字母代号)。
A.为降低空气阻力带来的影响,应选择密度大、体积小的重物
B.为减小纸带与打点计时器之间的摩擦,应调整打点计时器使两限位孔位于同一竖直线上
C.为在纸带上打下尽量多的点,应释放重物后迅速接通打点计时器电源
D.为减小纸带与打点计时器之间的摩擦,释放重物前应如图甲所示手持纸带上方而不能手拖重物,然后由静止释放
(2)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50Hz的交变电流。用分度值为1mm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1.00kg,。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;此时重锤的动能比开始下落时增加了___________J。(结果均保留三位有效数字)

(3)某同学用如图丙所示装置验证机械能守恒定律,将力传感器固定在天花板上,细线一端系着小球,一端连在力传感器上。将小球拉至水平位置从静止释放,到达最低点时力传感器显示的示数为F。已知小球质量为m,当地重力加速度为g。在误差允许范围内,当满足关系式___________时,可验证机械能守恒。

7 . 某同学用图(甲)所示的实验装置来验证机械能守恒定律。

(1)实验的主要步骤:
①用刻度尺测量挡光片的宽度为d
②用天平称出滑块和挡光条的总质量为,再称出托盘和砝码的总质量为m
③用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点之间的水平距离为x
④滑块从A点静止释放(已知砝码落地前挡光片已通过光电门);
⑤读出挡光片通过光电门所用的时间t。改变光电门的位置,滑块每次都从A点静止释放,测量相应的x值并读出t值。
(2)根据上述实验步骤中测得的数据,得出:(以下空格均用题中所给的字母表示)
①滑块通过光电门时瞬时速度为v=___________
②当滑块通过光电门时,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)增加的总动能分别为___________
③在滑块从A点到B点之的过程中,系统势能的减少量___________(已知重力加速度为g);
④根据实验测得的数据,以x为横坐标,为纵坐标,在坐标纸中作出图线,若该图线的斜率k=___________,则系统机械能守恒。
8 . 利用图(a)装置做“验证机械能守恒定律”的实验。将重物从高处由静止释放,重物上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上点的痕迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。

(1)对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是_______
A.重物选用质量和密度较大的金属锤
B.两限位孔在同一竖直面内上下对正
C.利用公式来求解瞬时速度
D.重复实验时,重物必须从同一位置开始下落
(2)实验中,先接通电源,再释放重物,得到如图(b)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g,打点计时器的电源频率f,重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中,重物重力势能变化量的大小为_______,重物动能变化量的大小为_______
2022-04-17更新 | 329次组卷 | 3卷引用:2022届安徽省十校联盟高三下学期4月期中理综物理试题
9 . 某实验小组利用下图装置验证系统机械能守恒。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,AB质量相等。铁架台上固定一圆环,圆环处在B的正下方。将BC由距圆环高为处静止释放,当B穿过圆环时,C被搁置在圆环上。在铁架台P1P2处分别固定两个光电门,物块B从P1运动到P2所用的时间t由数字计时器测出,圆环距P1的高度P1P2之间的高度,重力加速度g取9.8m/s2

(1)B穿过圆环后可以视为做_______直线运动;
(2)为了验证系统机械能守恒,该系统应选择_______(选填“AB”或“ABC”);
(3)测得B通过P1P2的时间AB的质量均为0.3kg,C的质量为0.2kg,则该实验中系统重力势能减少量为_______,系统动能增加量为_______,系统重力势能减少量与系统动能增加量有差别的原因是_______(结果保留三位有效数字)
2022-04-11更新 | 1994次组卷 | 7卷引用:2022届安徽省合肥市肥东县综合高中高三下学期期中理综物理试题
10 . 某同学利用如图装置来研究机械能守恒问题,设计了如下实验。A、B是质量均为m的小物块,C是质量为M的重物,A、B间由轻弹簧相连,A、C间由轻绳相连。在物块B下放置一压力传感器,重物C下放置一速度传感器,压力传感器与速度传感器相连。当压力传感器示数为零时,就触发速度传感器测定此时重物C的速度。整个实验中弹簧均处于弹性限度内,重力加速度为g。实验操作如下:
(1)开始时,系统在外力作用下保持静止,细绳拉直但张力为零。现释放C,使其向下运动,当压力传感器示数为零时,触发速度传感器测出C的速度为v
(2)在实验中保持A,B质量不变,改变C的质量M,多次重复第(1)步。
①该实验中,Mm大小关系必需满足M ___________ m(选填“小于”、“等于”或“大于”)
②为便于研究速度v与质量M的关系,每次测重物的速度时,其已下降的高度应 ___________(选填“相同”或“不同”)
③根据所测数据,为得到线性关系图线,应作出 ___________(选填“v2M”、“v2”或“v2”)图线。
④根据③问的图线知,图线在纵轴上截距为b,则弹簧的劲度系数为 ___________(用题给的已知量表示)。
2022-01-29更新 | 1260次组卷 | 39卷引用:安徽省六安市第一中学2021-2022学年高一下学期期中物理试题
共计 平均难度:一般