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 1521 道试题
1 . 如图所示,在“验证机械能守恒定律”的实验中,由于重物在下落过程中受到阻力作用,则重物增加的动能___________(填“大于”、“小于”或“等于”)减小的重力势能;实验中,描点作出v2-h的图像为直线,当直线的斜率接近于___________时,可验证重物在下落过程中机械能守恒。
2023-12-23更新 | 28次组卷 | 1卷引用:江苏省江阴市某校2023-2024学年高二上学期12月学情调研物理(必修)试卷
2 . (1)某滑板运动场地为一圆弧形滑道,其示意图如图所示,某同学用一辆滑板车和手机估测滑道的半径R(滑板车的长度远小于滑道的轨道半径),当地的重力加速度大小为g

①在实验中,需要测量的物理量有__________
A.滑板车的质量m
B.圆弧形滑道的长度s
C.找出滑道的最低点O,把滑板车从O点移开一小段距离至P点,由静止释放,用手机测出它完成n次往返运动的时间t
②若将滑板车的运动视为简谐运动,则该轨道的半径__________(用已知和测量的物理量符号表示)。
(2)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__________mm。
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。
2023-12-22更新 | 152次组卷 | 1卷引用:江苏省泰州市兴化市2023-2024学年高三上学期12月第四次阶段测试物理试题

3 . 某学习小组使用手机拍摄视频探究自由下落的小球机械能是否守恒,实验装置如图甲所示。将一质量为2g的小球从一固定的毫米刻度尺旁边由静止释放,用手机录制小球自由下落的视频,然后用相应的软件处理得到分帧图片,由图中信息即可探究小球下落过程中机械能是否守恒。

如图乙所示为小球下落过程中三幅连续相邻的分帧图片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,相邻两幅分帧图片之间的时间间隔为0.02s。已知当地的重力加速度大小为g=9.80m/s2

(1)分帧图片Ⅱ中小球的瞬时速度约为________m/s;(结果保留两位有效数字)

(2)从分帧图片Ⅰ到分帧图片Ⅱ过程中小球重力势能变化量的大小为________J,再根据数据计算出分帧图片Ⅰ到分帧图片Ⅱ过程中小球动能的变化量,对比分析即可推断自由下落的小球机械能是否守恒;(结果保留两位有效数字)

(3)该小组又想到用图象探究自由下落的小球机械能是否守恒的方法,利用多帧图片测算其对应的速度v和下落的高度h,绘制出v2-h图象(图象为过原点的直线),若图象的斜率为________(用重力加速度g表示),则可证明小球下落过程中机械能守恒。

2023-12-21更新 | 119次组卷 | 3卷引用:山东省名校联盟2023-2024学年高三上学期12月考试物理试题
4 . 如图所示,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,利用此装置验证机械能守恒定律。

(1)除了图中所示器材外还需要的器材有_______________
A.秒表        B.天平秤        C.刻度尺               D.直流电源
(2)若按实验要求选出合适的纸带进行测量,量得连续三个计数点ABC到第一个点O的距离如图所示(相邻两点时间间隔为T),当地重力加速度的g,重锤质量为m,从OB 的过程中重锤的动能增量_________,重力势能减少量为_____________(均用题中所给字母表示)。

(3)实验结果显示>,造成误差的原因是_________________________________
(4)某同学在进行数据处理时做出下落高度和瞬时速度的平方的函数关系式,如图所示,若图像的斜率k=________________,则说明重物下落过程满足机械能守恒定律。
2023-12-21更新 | 96次组卷 | 1卷引用:云南省保山市腾冲市第八中学2022-2023学年高一下学期第三次月考物理试卷
5 . 如图甲所示为物理探究小组验证机械能守恒定律的实验装置,回答下列问题:

(1)本实验所用的打点计时器为电火花打点计时器,其电源电压为______V,打点周期为______s。
(2)小组同学从打出的纸带中选出了一条清晰的纸带,他们标出了OABCD几个计数点,测量结果如图乙所示。利用图中测量数据可以计算出打B点时重物的速度为______ m/s,打C点时重物的速度为______m/s。(结果保留两位小数)
(3)若实验用重物的质量为1.00kg,重力加速度取则可计算出从B点到C点的过程中重物的动能增加了______ J,重物的重力势能减少了______J。(结果保留两位小数)
2023-12-21更新 | 130次组卷 | 1卷引用:山西省部分学校(三重教育)2023-2024学年高二上学期12月联考物理试题
6 . 如图1所示是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置。所用的打点计时器连接频率为的交流电。

(1)从起点O到打下计数点F的过程中,重物重力势能的减少量________J,重物的动能增加量________J。(结果保留三位有效数字);
(2)通过正确处理纸带,经过计算发现:重物重力势能的减少量一般会略大于重物动能的增加量,其主要原因是________
2023-12-21更新 | 36次组卷 | 1卷引用:河南省漯河市高级中学2023-2024学年高三上学期12月阶段测试物理试卷
7 . 某实验小组用打点计时器验证机械能守恒定律,实验装置如图所示。将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带由静止开始下落。

(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.精确测量出重物的质量
D.用手托稳重物,先释放重物,再接通电源
(2)实验中得到一条点迹清晰的完整纸带如图所示。纸带上的第一个点记为 O,另选连续的三个点ABC进行测量,图中给出这三个点到O点的距离 hAhBhC的值。已知打点计时器所用电源的频率为 50Hz,当地重力加速度为 打点计时器打 B点时,重物速度的大小 ______m/s(结果保留两位有效数字)。从纸带上打出O点到B点的过程中,重物减少的重力势能与增加的动能的大小关系是______( “>” “=” “<” )。
为了进一步提高实验精度,该实验小组改用光电计时器验证机械能守恒定律,实验装置如图所示。让钢球吸附器吸附小钢球并测量小钢球中部到光电门的高度h。小钢球由静止释放,记录小钢球通过光电门所用的时间t;改变光电门的位置,重复实验,记录多组关于ht的数据。

(3)小钢球直径d____________cm
(4)为验证机械能守恒,要验证的表达式为____________(已知htd及当地重力加速度g)
8 . 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h=90cm;
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t=___________s。
(2)若铁球下落过程中机械能守恒,应满足mgh=___________。(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m=100g,重力加速度。g=9.8m/s2,则下落过程中,铁球重力势能的减少量为,动能的增加量为___________J。(结果保留两位有效数字)。
2023-12-19更新 | 91次组卷 | 1卷引用:福建省“德化一中、永安一中、漳平一中”三校协作2023-2024学年高三上学期12月联考物理试题
9 . 某物理实验小组利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。
   
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含夹子)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还需要使用的一组器材是________
A.直流电源、天平(含砝码)
B.直流电源、刻度尺
C.低压交流电源、天平(含砝码)
D.低压交流电源、刻度尺
(2)实验中,先接通电源,再释放重物,得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取连续打出的5个点ABCDE,测得CDE三个点到起始点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,则从打下O点到打下D点的过程中,重物的重力势能减少量为________,动能增加量为________。(用上述测量量和已知量的符号表示)
   
(3)机械能包括动能、重力势能和弹性势能,为了在三种能量相互转化的情况下再次验证机械能守恒定律,实验小组又设计了如图丙所示的实验装置。力传感器一端固定在铁架台的横梁上,另一端与轻弹簧相连,轻弹簧下端悬挂着下表面水平的重物,在重物正下方放置着上表面水平的运动传感器,两个传感器再通过数据采集器和电脑相连(图未画出)。实验过程中保持铁架台固定,弹簧始终在弹性限度内,重物只在竖直方向上下运动,没有转动。
   
小组同学首先用天平测得重物的质量为m,然后:
①用运动传感器实时记录重物的速度继而得到重物的动能
②选择运动传感器的上表面所在位置为重力势能零点,用运动传感器实时记录重物下表面与运动传感器上表面的距离,继而得到重物的重力势能
③将弹簧原长时重物下表面到运动传感器上表面间的距离,与物体运动过程中这两个表面间的实时距离之差作为弹簧形变量,结合力传感器测得的弹力大小F,通过计算得到了弹簧在每个时刻的弹性势能
分析上述三种能量之和E随时间的变化情况,如果在误差允许的范围内,E随时间保持不变,则可认为重物(包括地球)和弹簧组成的系统机械能守恒。
已知实验得到的图像如图丁所示,则下列选项中的图象中可能正确的是________
   
   
2023-12-18更新 | 142次组卷 | 1卷引用:安徽省“皖江名校联盟”2023-2024学年高三上学期12月月考物理试题
10 . 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,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,用螺旋测微器测得小球的直径_______mm。
(2)多次改变高度H,重复上述实验,作出随的变化图象如图丙所示,可以判断出小球下落过程中机械能守恒。当图中已知量和小球的直径d,则当地的重力加速度________
(3)实验中,因受空气阻力影响,发现小球动能增加量总是稍小于重力势能减少量,适当降低下落高度后,则______(选填“增加”、“减小”或“不变”)。
2023-12-17更新 | 83次组卷 | 1卷引用:四川省成都市简阳实验学校(成都石室阳安学校)2023-2024学年高三上学期12月月考理科综合试题
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