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 1277 道试题
1 . 某实验小组为测量小球从某一高度释放,与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失,设计了如图(a)所示的装置,实验过程如下:

(1)让小球从某一高度由静止释放,与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置,使小球从光电门正上方释放后,在下落和反弹过程中均可通过光电门。
(2)用螺旋测微器测量小球的直径,示数如图(b)所示,小球直径__________
(3)测量时,应__________(选填“A”或“B”,其中A为“先释放小球,后接通数字计时器”,B为“先接通数字计时器,后释放小球”)。记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间
(4)计算小球通过光电门的速度,已知小球的质量为m,可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失__________(用字母md表示)。
(5)若适当调高光电门的高度,将会__________(选填“增大”或“减小”)因空气阻力引起的测量误差。
2022-06-12更新 | 14989次组卷 | 40卷引用:2022年新高考广东物理高考真题
2 . 某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律,实验装置如图1所示。弹簧的劲度系数为k,原长为L0,钩码的质量为m。已知弹簧的弹性势能表达式为,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量,当地的重力加速度大小为g

(1)在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置,测得此时弹簧的长度为L。接通打点计时器电源。从静止释放钩码,弹簧收缩,得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示,纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T(在误差允许范围内,认为释放钩码的同时打出A点)。从打出A点到打出F点时间内,弹簧的弹性势能减少量为______,钩码的动能增加量为______,钩码的重力势能增加量为______

(2)利用计算机软件对实验数据进行处理,得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系,如图3所示。由图3可知,随着h增加,两条曲线在纵向的间隔逐渐变大,主要原因是______

2022-06-10更新 | 10751次组卷 | 28卷引用:2022年新高考河北物理高考真题
3 . 某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器,另一端连接小钢球,如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放,使小钢球在竖直平面内摆动,记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值。改变小钢球的初始释放位置,重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像是一条直线,如图乙所示。
(1)若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为_______
(2)由图乙得:直线的斜率为______,小钢球的重力为_______N。(结果均保留2位有效数字)
(3)该实验系统误差的主要来源是______(单选,填正确答案标号)。
A.小钢球摆动角度偏大
B.小钢球初始释放位置不同
C.小钢球摆动过程中有空气阻力

2022-06-27更新 | 9874次组卷 | 29卷引用:2022年新高考湖北物理高考真题
20-21高一下·吉林白城·阶段练习
4 . 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 | 2203次组卷 | 18卷引用:第八章 课时32 实验:验证机械能守恒定律+夯实基础 人教版(2019)必修第二册分层作业
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5 . 为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒,某学习小组用如图所示的气垫导轨装置(包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计)进行实验。此外可使用的实验器材还有:天平、游标卡尺、刻度尺。

(1)某同学设计了如下的实验步骤,其中不必要的步骤是___________
①在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ,并连接数字毫秒计;
②用天平测量滑块和遮光条的总质量m
③用游标卡尺测量遮光条的宽度d
④通过导轨上的标尺测出A、B之间的距离l
⑤调整好气垫导轨的倾斜状态;
⑥将滑块从光电门Ⅰ左侧某处,由静止开始释放,从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间
⑦用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度
⑧改变气垫导轨倾斜程度,重复步骤⑤⑥⑦,完成多次测量。
(2)用游标卡尺测量遮光条的宽度d时,游标卡尺的示数如图所示,则___________;某次实验中,测得,则滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度___________(保留3位有效数字);

(3)在误差允许范围内,若___________(用上述必要的实验步骤直接测量的物理量符号表示,已知重力加速度为g),则认为滑块下滑过程中机械能守恒;
(4)写出两点产生误差的主要原因:___________
2021-10-29更新 | 6850次组卷 | 27卷引用:2022届陕西省渭南市集才中学老城分校高三上学期期末物理试题
6 . 某同学利用如图甲所示的气垫导轨装置验证机械能守恒定律。

实验步骤如下:
(1)先测出弹簧原长,由图乙中刻度尺和弹簧测力计的示数,可知弹簧的劲度系数k=______N/m;
(2)将两个宽度均为d的挡光片固定在两个滑块ab上,测出两滑块(含挡光片)的质量分别为
(3)调节气垫导轨水平,ab中间通过细线锁定压缩的弹簧(弹簧与两滑块不拴接),测出此时弹簧的长度为L,在ab外侧一定距离处分别固定有光电门A、B。现烧断细线,测得滑块a经过光电门A的时间为,滑块b经过光电门B的时间为,已知弹簧恢复原长时两滑块尚未运动到光电门处,弹簧的弹性势能x为弹簧的形变量),则只需等式______成立,即可验证弹簧和两滑块组成的系统机械能守恒。(用题中所测物理量的符号表示)
2022-04-08更新 | 1832次组卷 | 5卷引用:2022届河北省石家庄市高三下学期教学质量检测(二)物理试题
7 . 某同学设计出如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落,下落过程中小球的球心经过光电门1和光电门2,光电计时器记录下小球通过光电门的时间,已知当地的重力加速度为g
(1)该同学先用螺旋测微器测出小球的直径如图2所示,则其直径d=___________mm。
(2)为了验证机械能守恒定律,该实验还需要测量下列哪些物理量______(填选项序号)。
A.小球的质量m
B.光电门1和光电门2之间的距离h
C.小球从光电门1到光电门2下落的时间t

(3)小球通过光电门1时的瞬时速度_______(用题中所给的物理量符号表示)。
(4)保持光电门1位置不变,上下调节光电门2,多次实验记录多组数据,作出h变化的图像如图3所示,如果不考虑空气阻力,若该图线的斜率_______,就可以验证小球下落过程中机械能守恒。
(5)考虑到实际存在空气阻力,设小球在下落过程中平均阻力大小为f,根据实际数据绘出的h变化的图像的斜率为,则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力的比值_______(用k表示)。
8 . 利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图如图甲所示。实验步骤如下:

①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1m
②将气垫导轨右端调节高些,以平衡摩擦力
③用游标卡尺测量挡光条的宽度d
④用刻度尺测出两光电门AB中心之间的距离s
⑤用天平测出滑块和挡光条的总质量M、托盘和砝码的总质量m
⑥接通气源,将滑块移至光电门A右侧某处,待托盘和砝码静止不动时,释放滑块,且要求托盘和砝码落地前挡光条已通过光电门B
⑦从数字计时器(图中未画出)上分别测得挡光条通过光电门A和光电门B挡光所用的时间ΔtA和ΔtB
⑧用公式ΔEP=mgs'计算出系统重力势能减少量,用公式ΔEK计算出系统动能的增加量,通过比较ΔEP和ΔEK是否相等,就能验证该过程系统机械能是否守恒。上述实验②步骤有错,应改为________;实验⑧步骤中ΔEK表达式有错,应改为________。某次测量挡光条宽度如图乙所示,其读数d=________×10-3m。
2022-03-04更新 | 1640次组卷 | 4卷引用:2022届福建省福州市高三下学期3月质量检测物理试题
9 . 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=1.00kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带,如图1所示。O为第一个点,ABC为从合适位置开始选取的连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0.02s打一个点,当地的重力加速度为g=9.80m/s2,那么:

(1)根据图1中所给的数据,应取图中O点到_______点来验证机械能守恒定律。
(2)从O点到(1)问中所取的点,对应的重物重力势能的减少量ΔEp=_______J,动能增加量ΔEk=___________J。(结果保留三位有效数字)

(3)若测出纸带上所有点到O点的距离,根据纸带算出各点的速度v及重物下落的高度h,则以为纵轴、以h为横轴画出的图像是图2中的_______
2022-02-03更新 | 3307次组卷 | 31卷引用:2022版高中同步人教版必修第二册 第八章 13-本章达标检测
10 . 晓强利用如图甲所示的装置完成了机械能守恒定律的验证,将体积较小的球由一定高度处静止释放,经过一段时间,小球通过固定在下侧的光电门,光电门记录了小球的挡光时间Δt﹔然后,多次改变光电门到释放点的距离h,将小球仍由原来的位置静止释放,重复操作多次,记录多组小球的挡光时间。

(1)实验时,下列正确的是_____
A.应选择直径较大的铝球
B.应选择直径较小的钢球
C.小球的释放点距离光电门越近越好
D.小球的释放点到光电门的距离适当远些
(2)如果小球的直径为d,则小球经过光电门时的速度为_________;如果重力加速度为g,若小球下落过程中的机械能守恒,则关系式_________成立。
(3)如果利用得到的实验数据描绘图像,纵轴为、横轴为h,如图乙,图线的斜率为k,若小球的机械能守恒,则重力加速度g的表达式为g=_________
2022-11-12更新 | 1784次组卷 | 5卷引用:安徽省安庆市第二中学2022-2023学年高三上学期11月月考物理试题
共计 平均难度:一般