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 49 道试题
1 . 某实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律。一根细线系住钢球,悬挂在铁架台上,钢球静止于A点。光电门固定在A的正下方,在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条(质量可忽略不计)。将钢球拉至不同位置由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出,取经过光电门过程中的平均速度作为钢球经过A点时的瞬时速度。记录钢球每次下落时细线与竖直方向的夹角θ和计时器示数t。计算并比较钢球在释放点和A点之间的重力势能变化的大小ΔEp与动能变化的大小ΔEk,就能验证机械能是否守恒。
   
(1)已知钢球质量为m,悬点O到钢球球心的距离为L,重力加速度大小为g,则ΔEp=______ (用表示)。
(2)用计算钢球动能变化的大小。若某次测量中测得遮光条的宽度为d,计时器的示数为t,则钢球的速度大小为=______
(3)下表为该小组的实验结果:
ΔEp(×10⁻²J)4.8929.78614.6919.5929.38
ΔEk(×10²J)5.0410.115.120.029.8
表中的ΔEp与ΔEk之间存在明显差异,可能的原因是______
A.夹角θ测量值偏大造成的
B.由于空气阻力过大造成的
C.测得的速度比小球的实际速度大造成的
2024-01-07更新 | 101次组卷 | 2卷引用:黑龙江省哈尔滨市重点三校2023-2024学年高三上学期期末联考物理试题
2 . 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.测出遮光片的宽度d
C.将滑块移至图示位置,测出遮光片到光电门的距离
D.释放滑块,读出遮光片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,滑块和遮光片的总质量M
F.……
回答下列问题(已知重力加速度g):
(1)滑块通过光电门的瞬时速度为_________
(2)在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中,系统的重力势能减少了_________;系统的总动能增加了_________
(3)若要符合机械能守恒定律的结论,应该满足的关系式为_________
2023-11-24更新 | 139次组卷 | 1卷引用:黑龙江省哈尔滨市第六中学2023-2024学年高三上学期期中考试物理试题
3 . 如图甲是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置。
       
(1)下列做法中正确的有______(填正确答案序号)。
A.必须要称出重物的质量
B.数据处理时,应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
C.图中两限位孔必须在同一竖直线上
D.可以用或者计算某点速度
(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为三个相邻的计时点,打点计时器通过频率为50Hz的交变电流,用刻度尺测得,重锤的质量为1.00kg,g。甲同学根据以上数据算出: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;此时重锤的速度为______m/s。(结果均保留三位有效数字)
   
(3)某同学利用另一条实验时打出的纸带,测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,然后以h为横轴、以为纵轴作出了如图丙所示的图线,图线的斜率近似等于______(用物理量符号表示),则可认为重物下落过程中,机械能守恒。
   
4 . “验证机械能守恒定律”的实验的装置如图1所示。

(1)下列实验操作正确的是________
A.将电磁打点计时器固定在铁架台上,并把打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向
B.将电磁打点计时器接到220V交流电源上
C.选择打好的纸带,确定开始打点的位置O,从纸带上数出打点数n,得到重锤下落的时间t和纸带在这段时间内的长度h,根据公式计算出重锤速度(g为重力加速度),再进一步验证机械能守恒
(2)关于本实验的误差,下列说法正确的是________
A.重锤质量称量不准会造成较大的误差
B.重锤体积一定时,用密度大的材质,有利减小误差
C.实验中摩擦不可避免,纸带越短,摩擦力做功越少,实验误差越小
(3)小李在验证了机械能守恒定律后,想用此装置探究磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律。实验装置如图2所示,将重锤换铜管成磁铁,并在纸带限位孔的正下方竖直放置一铜管,且与限位孔在同一竖直线。小李按正确步骤进行了实验,得到一条纸带如图3所示。确定一合适的点为O点,每个打点标为ab,…,h。例如,为了得到b点的速度,计算方法I:;计算方法II:。其更合理的方法是________(填“I”或“II”)。从纸带上的打点分布,试定性描述磁铁在铜管中的运动情况________________

2023-11-12更新 | 863次组卷 | 6卷引用:黑龙江东亚学团民意中学2023-2024学年高三上学期学年验收检测物理试题
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5 . 某物理小组利用如图甲所示实验装置来“验证机械能守恒定律”。所用器材包括:装有声音传感器的智能手机、铁球、刻度尺、钢尺等。实验操作步骤如下:

a. 将钢尺伸出水平桌面少许,用刻度尺测出钢尺上表面与地板间的高度差
b. 将质量为m的铁球放在钢尺末端,保持静止状态;
c. 将手机置于桌面上方,运行手机中的声音“振幅”(声音传感器)项目;
d. 迅速敲击钢尺侧面,铁球自由下落;
e. 传感器记录声音振幅随时间的变化曲线。
(1)声音振幅随时间的变化曲线如图乙所示,第一、第二个尖峰的横坐标分别对应敲击钢尺和铁球落地的时刻,则铁球下落的时间间隔______s。
(2)若铁球下落过程中机械能守恒,应满足______。(用mht表示)
(3)若敲击钢尺侧面时铁球获得一个较小的水平速度,对实验测量结果______(填“有”或“没有”)影响。
(4)已知铁球质量为,重力加速度,则下落过程中,铁球重力势能的减少量为______J,动能的增加量为______J。(结果均保留两位有效数字)
2023-11-12更新 | 59次组卷 | 1卷引用:黑龙江省龙东五地市2023-2024学年高三上学期期中联考物理试题
6 . 为了验证机械能守恒定律,物理实验小组设计了如下方案:
(1)A组同学利用自由落体运动验证机械能守恒定律,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落。
①本实验中,不同学生在实验操作过程中出现如图所示的四种情况,其中操作正确的是___________
A.    B.    C.    D.    
②进行正确操作后,打出的纸带如图乙所示,在选定的纸带上依次取计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,则纸带的___________(选填“左”或“右”)端与重物相连。设重物质量为m,根据测得的x1x2x3x4,可得在打点计时器打B点到D点的过程中,重物动能增加量的表达式为___________
   
③换用两个质量分别为m1m2的重物PQ进行实验,多次实验记录下落高度h和相应的速度大小v,作出的v2-h图像如图丙所示。对比图像分析正确的是___________
   
A.阻力可能为零             B.阻力不可能为零             C. m1可能等于m2 D. m1一定小于m2
(2)B组同学按照图丁组装实验器材,调整定滑轮位置,使连接滑块与托盘的轻绳与气垫导轨平行,接通电源,由静止释放托盘与砝码,并测得遮光条宽度d,遮光条到光电门的距离l,遮光条通过光电门的时间,托盘与砝码质量m3,滑块与遮光条质量m4已知重力加速度大小为g,若表达式___________成立,即可验证机械能守恒。
   
7 . 在“验证机械能守恒定律”的实验中,所用电源的频率为50Hz,某同学选择了一条理想的纸带,用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图所示,(图中O点是打点计时器打出的第一个点,ABCDE分别是每打两个点取出的计数点,单位:mm)(保留四位有效数字,g=9.8m/s2)根据纸带要求计算:
   
(1)重锤下落的加速度________
(2)若重锤的质量为m,则重锤从开始下落到打B点时,减少的重力势能________
(3)重锤从下落到打B点时增加的动能________
(4)从(2)(3)数据可得出什么结论________
(5)产生误差的主要原因是________
2023-10-03更新 | 32次组卷 | 1卷引用:黑龙江省佳木斯市第八中学2022-2023学年高一下学期5月期中物理试题
8 . 图甲是验证m1m2m2>m1)组成的系统机械能守恒的实验装置图,图丙是验证单个重物机械能守恒定律的实验装置图。
      
(1)为减少阻力对实验的影响,下列操作可行的是________。(填入相应的字母)
A.图甲中,所用物体应选用密度大、体积小的重锤
B.图丙中,释放纸带前,手应提纸带上端并使纸带竖直
C.图丙中,重锤下落中手始终提住纸带上端,保持纸带竖直
D.两个实验安装打点计时器时都应使两限位孔在同一竖直线上
(2)利用图甲进行实验。将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。重复多次实验,选择一条较为满意的纸带,如图乙所示,舍弃前面密集的点,以O为起点,从A点开始选取纸带上连续点ABC测出OABC的距离分别为h1h2h3...,已知电源的频率为f。打点计时器打下计时点B时,瞬时速度vB=________,在打点计时 器打下计时点OB的过程中,系统重力势能的变化量大小为=_______,系统动能的变化量大小为=______,若它们近似相等,则可知系统的机械能守恒。(当地的重力加速度为g
(3)利用图示丙装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案,其中只有一种正确,正确的是________。 (填人相应的字母)
A.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过计算出瞬时速度v
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过计算出瞬时速度v
C.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v
D.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过计算出高度h
9 . 如图所示是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置。现有的器材为:带铁夹的铁架台、电火花计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平、交流电源。回答下列问题:
   
(1)为完成此实验,除了现有的器材,还需要的器材是________
(2)本实验中计算表明,总有________(填“”“”或“”)。
(3)(2)问中其主要原因是________
A.未测重物的质量
B.使用的重物的质量大,体积小
C.先接通电源,后释放纸带
D.重物和纸带下落时受到阻力
(4)实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地的重力加速度,所用重物的质量为,实验中得到一点迹清晰的纸带,把第一点记作O,另选连续的4个点ABCD作为测量的点,经测量知道ABCDO点的距离分别为,根据以上的数据,可知重物由O运动到C点,重力势能的减小量等于________J,动能的增加量等于________J。(本题中计算结果均保留三位有效数字)
   
(5)某同学利用他自己实验时打出的纸带,测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,然后以h为横轴,为纵轴作出了如图所示的图线。图线的斜率近似等于________
   
A.  B.  C.
2023-08-23更新 | 153次组卷 | 1卷引用:黑龙江省鸡西市密山市第四中学2022-2023学年高三上学期1月期末物理试题
10 . 利用图中的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
   
(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.速度变化量和势能变化量
C.速度变化量和高度变化量
(2)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.交流电源       B.刻度尺       C.天平(含砝码)       D.秒表
(3)实验中,先接通电源,再释放重物,得到如图所示的一条纸带。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,重物的重力势能的减少量______,动能增加量______
   
(4)关于数据处理,下列同学的提出的做法不可取的是______
A.甲同学采用多次实验取平均值的方法
B.乙同学利用公式计算重物速度
C.丙同学利用公式计算重物速度
(5)用下述方法研究机械能是否守恒:在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点O的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘图像,并做如下判断:若图像是一条过原点的直线,则重物下落过程中机械能守恒,其斜率为______
2023-07-30更新 | 104次组卷 | 1卷引用:黑龙江省哈尔滨市顺迈高级中学2022-2023学年高一下学期6月月考物理试题
共计 平均难度:一般