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
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1 . (1)小华利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。该同学经正确操作得到打点纸带,打点周期为0.02s,在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点,依次为1、2、3、4、5、6、7,测量各计数点到第一个打点的距离h,并正确求出打相应点时的速度v。各计数点对应的数据见下表,则打计数点6时的速度______m/s。
计数点1234567
h(m)0.1240.1940.2790.3800.4970.6300.777
v(m/s)1.942.332.733.13
3.765.437.459.80

   

请在图乙坐标中,描点作出图线______;由图线可知,重锺下落的加速度______(保留三位有效数字);若当地的重力加速度,根据作出的图线,能粗略验证自由下落的重锺机械能守恒的依据是______
(2)小明采用如图所示的装置验证机械能守恒定律。提供器材有:气垫导轨(长度为L)、滑块(总质量为m,装有宽度为d的遮光板)、光电门两只(配接数字计时器)、木块若干、米尺。在一次实验中,测出两光电门AB间的距离为,导轨顶端距水平面的高度为h,接通气源,让滑块从导轨顶端由静止开始向下运动,读出遮光板通过光电门1的时间为,通过光电门2的时间为,重力加速度为g。滑块在AB间运动过程验证机械能守恒的表达式可表示为______。实验结果显示,滑块有机械能的损失,原因是要克服空气阻力做功。在图中,保持其他条件不变,只调整光电门2位置,使不断增大,结果表明,平均空气阻力f增大而增大,究其本质,说明空气阻力与______有关。

   

2023-09-11更新 | 134次组卷 | 2卷引用:押江苏卷12题 实验-备战2024年高考物理临考题号押题(江苏卷)
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2 . 某同学利用图甲所示装置验证机械能守恒定律。在斜槽轨道的末端点处安装一个光电门,调节激光束与球心等高,斜槽末端水平,离地面高度。地面上依次铺有白纸、复写纸,让小球从斜槽上某位置A点无初速度释放,通过光电门后落在地面的复写纸上,在白纸上留下打击印。已知当地重力加速度

   

(1)本实验还需用到的实验器材是__________
A.天平       B.秒表       C.刻度尺
(2)用游标卡尺测得小球直径的读数如图乙所示,则小球直径__________
(3)某次实验测得小球通过光电门的时间为,则小球通过光电门的速度__________;实验还测得小球的落点到斜槽末端正下方点的距离为,则由平抛运动规律解得小球平抛的初速度__________。实验发现,略大于,可能原因是__________。(计算结果均保留两位有效数字)
(4)改变小球从斜槽上释放的位置A,多次实验,得到多组数据,作出图像;若图像的斜率近似等于__________(用题中所给物理量的符号表示),就可以认为平抛运动过程中机械能是守恒的。
2023-09-10更新 | 365次组卷 | 3卷引用:押江苏卷12题 实验-备战2024年高考物理临考题号押题(江苏卷)
3 . 某同学用电磁打点计时器进行“自由落体法验证机械能守恒”的实验。
(1)为完成此实验,除了图甲中所给的器材,以下所列器材中必需的有___________
   
A.毫米刻度尺        B.秒表        C.天平        D.低压()交流电源
(2)图乙为实验打下的纸带,纸带上的点都是连续打下的点。已知打点计时器所用交流电源周期为T,重力加速度为g。测得A B各点到起点O(打下的第一个点)的长度分别是。已知重锤质量m,从起点B点重锤减小的重力势能 ___________,动能增加量 ___________。(用题中所给字母表示)
   
(3)在实验中,并不严格相等,产生误差的主要原因是 ___________
4 . 实验装置探究重锤下落过程中动能与重力势能的转化问题。
   
①若图所示,一条符合实验要求的纸带,O点为打点计时器打下的第一点。分别测出若干连续打点ABC……与O点之间的距离……。
   
②已知打点计时器的打点周期为T,重锤质量为m,重力加速度为g,结合实验中所测的,可得纸带从O点下落到B点的过程中,重锤增加的动能为__________,减小的重力势能为__________,在误差允许范围内重锤动能增加量__________重力势能减少量(填写“大于”、“等于”或“小于”)。
③取打下O点时重锤的重力势能为零,计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能和重力势能,建立坐标系,横轴表示h,纵轴表示,根据以上数据在图中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ。已求得图线Ⅰ斜率的绝对值,请计算图线Ⅱ的斜率__________(保留3位有效数字)。重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为__________(用字母表示)。
   
2023-09-08更新 | 403次组卷 | 4卷引用:北京人大附中10月月考(23-24)T12变式题-验证机械能守恒定律-实验题
5 . 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
   
某同学用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。
(1)他进行了如下操作,其中没有必要进行的步骤是 ______,操作不当的步骤是 ______
A.按照图示的装置安装器材
B.将打点计时器接到学生电源的“直流输出”上
C.用天平测出重锤的质量
D.先接通电源,后释放纸带
(2)安装好实验装置,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2所示,O点是打下的第一个点,在纸带上选取三个连续打出的点 ABC,其距O点的距离分别为hAhBhC。设重锤质量为m,当地重力加速度为g,打点计时器打点周期为T。为了验证此实验过程中机械能是否守恒,重锤重力势能的减少量ΔEp=______,动能的增加量ΔEk=______(用题中所给字母表示)。
   
(3)实验结果显示,重锤重力势能的减少量大于动能的增加量,关于这个误差下列说法正确的是 ______
A.该误差属于偶然误差,主要由于存在空气阻力和摩擦阻力引起的
B.该误差属于偶然误差,主要由于没有采用多次实验取平均值的方法造成的
C.该误差属于系统误差,主要由于存在空气阻力和摩擦阻力引起的
D.该误差属于系统误差,主要由于没有采用多次实验取平均值的方法造成的
2023-08-18更新 | 324次组卷 | 4卷引用:考点巩固卷80 力学实验-2024年高考物理一轮复习考点通关卷(新高考通用)
6 . 如图甲所示的装置叫做阿特伍德机,是英国数学家和物理学家阿特伍德(G·Atwood 1746~1807)创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律。某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律,如图乙所示。
   
(1)实验时,该同学进行了如下操作:
①将质量均为M(A的含挡光片、B的含挂钩)的重物用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态。测量出________________(填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h
②在B的下端挂上质量为m的物块C,让系统(重物A、B以及物块C)中的物体由静止开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为Δt
③测出挡光片的宽度d,计算有关物理量,验证机械能守恒定律。
(2)如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,应满足的关系式为_______(已知重力加速度为g)。
(3)引起该实验系统误差的原因有___________________________(写一条即可)。
(4)验证实验结束后,该同学突发奇想:如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,不断增大物块C的质量m,重物B的加速度a也将不断增大,那么am之间有怎样的定量关系?am增大会趋于一个什么值?请你帮该同学解决:
①写出am之间的关系式:___________________________(还要用到Mg)。
a的值会趋于________
2023-08-12更新 | 625次组卷 | 3卷引用:知识点45:验证机械能守恒定律 提高版-2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习
7 . 用图甲所示实验装置验证组成的系统机械能守恒,从高处由静止开始下落,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。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,每相邻两个计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图乙所示。已知,则:(g取10m/s2,结果均保留两位有效数字)
          
(1)在纸带上打下计数点5时的速度大小____________
(2)在打点过程中系统动能的增加量为________________J,系统重力势能的减少量为____________J,由此得出的结论是:__________
(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________
2023-08-12更新 | 607次组卷 | 4卷引用:知识点45:验证机械能守恒定律 提高版-2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习
8 . 如图甲所示,一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验。有一直径为d、质量为m的金属小球由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AB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。则:

(1)如图乙所示,用游标卡尺测得小球的直径d=______cm。
(2)多次改变高度H,重复上述实验,作出H的变化图像如图丙所示,当图中已知量和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式:______时,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总是稍小于重力势能减少量,增加下落高度后,则______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
2023-08-12更新 | 1104次组卷 | 3卷引用:知识点45:验证机械能守恒定律 提高版-2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习
9 . 某实验小组利用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。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.测量遮光条宽度d
C.测出光电门AB之间的距离为L
D.释放滑块,读出遮光条通过光电门AB的挡光时间分别为
E.用天平称出托盘和砝码的总质量m
F.……
   
回答下列问题:
(1)实验时,接通气源后,在导轨上轻放滑块,轻推一下滑块,使其从轨道右端向左运动,发现滑块通过光电门A的时间小于通过光电门B的时间。为使导轨水平,可调节旋钮使轨道右端________(选填“升高”或“降低”)一些。
(2)用游标卡尺测量遮光条宽度d时,测量结果如图乙所示,则________mm。
(3)为验证机械能守恒定律,还需要测量________(写出物理量及字母)。
(4)若要符合机械能守恒定律的结论,应该满足的表达式为________________(用题干所给字母及第(3)问中测量的物理量表示)。
2023-08-08更新 | 365次组卷 | 3卷引用:考点巩固卷80 力学实验-2024年高考物理一轮复习考点通关卷(新高考通用)
22-23高二下·浙江杭州·期末
10 . 小明利用图中的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。(已知当地重力加速度为)。
(1)实验中应选择密度大、体积小的物体作为重物,这样选择的目的是________(单选)。
   
A.减小空气阻力             B.减小空气阻力与重力的比值
(2)已知打点计时器所用的交流电频率为50Hz,实验中得到一条点迹清晰的纸带,如图所示。把计时器打下的第一个点记做O点(重物速度记为0),另外选连续的4个点ABCD作为测量点,测得ABCD各点到O点的距离分别为62.90cm、69.84cm、77.76cm、86.60cm。则打下B点时重物的速度为________m/s(结果保留3位有效数字)。
   
(3)在对图中的纸带进行数据处理时,发现从O点到B点的过程中动能的增加量略大于重力势能的减少量,造成这个结果的原因可能是________(单选)。
A.实验过程中存在各种阻力
B.打下O点时重物的速度略大于0
C.数据运算时重力加速度取
D.重物质量的测量值大于其真实值
2023-07-20更新 | 192次组卷 | 3卷引用:2019人教版课后习题 必修2 第八章 5.实验:验证机械能守恒定律 例题及课后题变式题
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