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 114 道试题
1 . 某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。绳和滑轮的质量忽略不计,轮与轴之间的摩擦忽略不计。

(1)实验时,该同学进行了如下操作:
①用天平分别测出物块A、B的质量(A的质量含遮光片);
②用游标卡尺测量遮光片的挡光宽度d
③将重物A、B用轻绳按图甲示连接,跨放在轻质定滑轮上,一个同学用手托住重物B,另一个同学测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离h,之后释放重物B使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为,则重物A速度的大小为______,重物B速度的大小为______
(2)要验证系统(重物A、B)的机械能守恒,应满足的关系式为:______(用重力加速度gdh表示)。
2024-04-11更新 | 38次组卷 | 1卷引用:江西省南昌市第十九中学2022-2023学年高一下学期5月月考物理试卷
2 . 某同学利用如图甲所示的气垫导轨装置验证系统机械能守恒,在气垫导轨上安装了两个光电门,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连。

(1)用10分度游标卡尺测量遮光条宽度d如图乙所示,遮光条宽度d=________ cm。
(2)调整气垫导轨水平后,挂上细线和钩码进行实验,测出光电门1、2间的距离L。遮光条的宽度d,滑块和遮光条的总质量M,钩码质量m。由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间t1t2,则遮光条通过光电门1时的瞬时速度的表达式v1=________;验证系统机械能守恒定律成立的表达式是________(用题中的字母表示,当地重力加速度为g)。
2024-01-01更新 | 158次组卷 | 1卷引用:江西省南昌市新建区第二中学2023-2024学年高三上学期考前模拟练习物理试卷
3 . “验证机械能守定律”的实验有许多实用方案,下面给出常见的种实验装置图。

(1)图甲中,释放纸带前,正确的操作方式是________
A
(2)图乙中,将拉力传感器固定在天花板上,不可伸长细线一端连在拉力传感器上的O点,另一端系住可视为质点的钢球。开始钢球静止于最低位置,此时拉力传感器示数为,重力加速度为g,将钢球拉至细线与竖直方向成角处无初速释放,拉力传感器显示拉力的最大值为F,将钢球拉至细线与竖直方向不同角静止释放,记下拉力传感器最大示数F,并作出图像,如果钢球的机械能守恒,下列图像合理的是________

(3)丙图中,气导轨上质量为M的滑块通过轻质滑轮与质量为m的钩码相连,绳子的悬挂点与拉力传感器相连,滑块上遮光条宽度为d、滑块静止时遮光条中心到光电门中心的距离为L,实验时,滑块由静止释放,测得遮光条通过光电门的时间为,拉力传感器的读数为F,不计滑轮轴、滑轮与轻细绳之间的摩擦。则满足关系式________(用已知量符号表示)时,运动过程中系统机械能守恒。
2023-12-29更新 | 384次组卷 | 3卷引用:江西省丰城中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题
4 . 某同学用如图甲所示的装置验证轻质弹簧和小物块(带有遮光条)组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。小物块释放前,细线与轻质弹簧和小物块的拴接点(AB)在同一水平线上,且轻质弹簧处于原长。滑轮质量不计且滑轮凹槽中涂有润滑油,以保证细线与滑轮之间的摩擦可以忽略不计,细线始终伸直。小物块连同遮光条的总质量为m,轻质弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g,遮光条的宽度为d,小物块释放点与光电门之间的距离为ld远远小于l)。现将小物块由静止释放,记录小物块通过光电门的时间t。(轻质弹簧的弹性势能x为弹簧的形变量)
   
(1)改变光电门的位置,重复实验,每次小物块均从B点静止释放,记录多组和对应的时间t,做出图像如图乙所示。若要验证轻质弹簧和小物块组成的系统机械能守恒,则在误差允许的范围内,需要验证正确确的关系式是___________
A.     B.
C.     D.
(2)在(1)中的条件下,取某个值时,可以使小物块通过光电t时的速度最大,则速度最大值为___________(用g表示)。
(3)在(1)中的条件下,当==时,小物块通过光电门时轻质弹簧具有的弹性势能分别为,则=___________(用k表示)。
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5 . 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”)。
6 . 小明利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验中将铁架台竖直放置,上端固定电磁铁,在电磁铁下方固定一个位置可调节的光电门。

(1)用螺旋测微器测量小球的直径,若测量结果如图乙所示,则小球的直径______
(2)闭合电磁铁的开关,吸住小球;测出小球与光电门间的高度差;断开开关,小球由静止自由下落,记录小球通过光电门的挡光时间。若某次实验中小球通过光电门的挡光时间为,则小球此次通过光电门时的速度大小为_______(用d表示)。
(3)多次改变光电门的位置,重复实验,测出小球与光电门间的高度差h和记录小球通过光电门的挡光时间t。以为纵轴、h为横轴,作出图像,图像为过原点的直线,直线的斜率为k,若当地的重力加速度大小_______(用dk表示),则机械能守恒定律得到验证。
7 . 用如图甲所示的实验装置验证质量分别为的物体A、B组成的系统机械能守恒。物体B从高处由静止开始下落,物体A上拖着的纸带打出一系列的点,如图乙所示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个点未画出,计数点间的距离如图所示。已知。(打点计时器打点周期为g

(1)在打点的过程中系统动能的增加量______J(保留三位有效数字),系统重力势能的减少量______J,(保留三位有效数字)由此得出的结论是在误差允许范围内,A、B组成的系统机械能守恒。
(2)若某同学作出图像如图丙所示,则实验测出当地的重力加速度______m/s2。(保留三位有效数字)
2023-11-20更新 | 145次组卷 | 1卷引用:江西省南昌市江西师范大学附属中学2023-2024学年高三上学期期中考试物理试卷
8 . 某物理小组利用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”实验,当地的重力加速度大小为g

(1)为了提高实验精确度,小球应选用__________
A.密度较大的实心球             B.密度较小的塑料球
(2)用如图乙所示的游标卡尺测量小球的直径,发现游标尺的16刻度与主尺的2.1对齐,如图丙所示,则小球的直径__________
(3)将数字计时器固定在恰当位置,接通数字计时器电源,释放小球,光电门显示小球的遮光时间为,为完成该实验,下列说法正确的是__________
A.用天平测量小球的质量m
B.用刻度尺测量小球释放位置到光电门的高度h
C.用秒表测量小球从释放至运动到光电门的时间t
(4)若关系式__________成立,即验证了小球下落过程中机械能守恒。
9 . 如图甲,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,有一质量为m的小金属球从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),光电计时器记录小球通过光电门的时间为t

(1)用游标卡尺测得小球的直径为d
(2)小球通过光电门时的瞬时速度为______(用所给的物理量表示)。
(3)调整AB之间的距离H,多次重复上述过程,作出H的变化图像如图乙所示,当小球下落过程中机械能守恒,已知直线斜率为,则当地的重力加速度______
(4)在实验中根据数据实际绘出图像的直线斜率为k),则实验过程中小球所受的平均阻力______(用kmd表示)。
(5)实验中发现动能增加量总是稍小于重力势能减少量,减少下落高度后,则______(选填“增加”、“减小”或“不变”)。
10 . 小明用如图甲所示的装置来验证吊篮、砝码和滑块组成的系统满足“系统机械能守恒定律”。实验方案步骤如下:
气垫导轨水平放置,右侧适当位置的上方固定光电门,调整定滑轮的高度,使滑块与滑轮间的细绳水平。(重力加速度为g

(1)将总质量为m的吊篮和砝码挂在绳子下端,质量为M的滑块(含挡光片)由静止释放,光电门测得宽度为d的挡光片的挡光时间为,光电门与挡光片之间的初始水平距离为x,如图甲所示。则滑块通过光电门的速度大小为______
(2)此时系统减小的重力势能为______,系统增加的动能为______
(3)仅改变距离x,重复实验测得多组x,该同学依据所测得的数据绘出如图乙所示的图线,得出图线斜率的测量值为。然后通过理论分析,可得图线斜率的理论值为______,通过分析之间的关系进而验证系统的机械能是否守恒;
(4)为了提高实验的准确度,下列可以采取的措施有______
A.选择宽度较小的挡光片
B.适当增大挡光片与光电门之间的初始水平距离
C.减小滑块的质量
D.增大吊篮和砝码的质量
共计 平均难度:一般