6.实验：探究功与速度变化的关系知识点题库

如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重锤带动纸带由静止释放，利用此装置可以（）

A . 测定当地的重力加速度g B . 验证力的平行四边形定则 C . 探究功与速度的关系 D . 验证机械能守恒定律

在做“验证机械能守恒定律”实验时，下列实验操作中正确合理的一项是（）

A . 先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源 B . 必须用秒表测出重锤下落的时间 C . 先取下固定在重物上的打好点的纸带，再切断打点计时器的电源 D . 选取重物时，其质量适当大点，可以减小因阻力而产生的误差

在用“落体法”做“验证机械能守恒定律”的实验时，某同学选择一条较为满意的纸带，如图甲所示，他舍弃前面密集的点，以O为起点，从A点开始选取纸带上连续点A、B、C…，测出O到A、B、C…的距离分别为h₁、h₂、h₃…，已知电源的频率为f．

（1）打点计时器打B点时，重锤的速度大小为；
（2）若该同学根据实验测得的数据，画出的v²﹣h图象如图乙所示，则由图乙计算得当地重力加速度大小为m/s²（保留三位有效数字）

在利用自由落体验证机械能守恒定律的实验中，

（1）下列器材中不必要的一项是_________（只需填字母代号）．

A . 重物 B . 纸带 C . 天平 D . 低压交流电源 E . 毫米刻度尺
（2）关于本实验的误差，说法不正确的是______________

A . 选择质量较小的重物，有利于减小误差 B . 选择点击清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带，有利于减小误差 C . 先松开纸带后接通电源会造成较大的误差 D . 实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用
（3）某同学在验证机械能守恒定律实验中得到了如图所示的一条纸带，图中O点为打点计时器打下的第一点，可以看做重物运动的起点，从后面某点起取连续打下的三个点A、B、C．已知相邻两点间的时间间隔为0.02s，假设重物的质量为1.00kg，则从起点O到打下B 点的过程中，重物动能的增加量 $\text{[math]}$ J，重力势能的减小量 $\text{[math]}$ J．（保留三位有效数字，重力加速度g取9.80m/s²），通过计算，数值上ΔE_PΔE_K （填>=或<），原因是实验的结论是

两个同学相互配合，利用如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律。跨过定滑轮的细绳两端与两个钩码A、B相连，其中钩码A的质量为m ，钩码B的质量为M（M>m）。实验过程如下：

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①钩码A放置在地面上，钩码B跨过定滑轮悬空，同学甲用手将钩码A压在地面上，使得A、B静止不动，同学乙用米尺测量并记录钩码B的底端距地面的高度为H ，然后手持秒表，做好测量B落地时间的准备。

②某时刻，同学甲松手让A、B运动起来，与此同时，同学乙开启秒表，在钩码B落地时停止计时，记录下钩码B的运动时间。

③重复测量几次下落时间，取其平均值作为测量值t。

请回答下列问题：

（1）钩码B落地时的瞬时速度v=。
（2）根据实验数据，并知道当地重力加速度为g ，如果关系式H=成立，则可说明机械能守恒定律成立。
（3）你认为本实验误差产生的原因，可能有。(写出一条即可)

如图甲所示，用落体法验证机械能守恒定律，打出如图乙所示的一条纸带，已知交流电的周期为0.02s。

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（1）根据纸带所给数据，打下C点时重物的速度为m/s。（结果保留三位有效数字）
（2）某同学选用两个形状相同，质量不同的重物a和b进行实验，测得几组数据，画出 $\text{[math]}$ 图象，并求出图线的斜率k，如图乙丙所示，由图象可知a的质量m₁ b的质量m₂。（选填“大于”或“小于”）
（3）通过分析发现造成k₂值偏小的原因是实验中存在各种阻力，已知实验所用重物的质量m₂＝0.052 kg，当地重力加速度g＝9.78 m/s² ，求出重物所受的平均阻力f ＝N。（结果保留两位有效数字）

如图甲所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置，图中物块A的质量为m₁ ，物块B和遮光片的总质量为m₂ ， $\text{[math]}$ ，二者用轻质细线通过定滑轮相连接. 一开始用手托着B，二者处于静止状态，细线伸直，此时光电门与遮光片的距离为H. 释放物块B，当遮光片通过光电门时，光电门记录的遮光时间是 $\text{[math]}$ . 用游标卡尺测量遮光片的宽度d，部分刻度线如图乙所示，重力加速度为g.

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（1）遮光片的宽度d=cm.
（2）物块B经过光电门时的速度为m/s. （结果保留两位有效数字）
（3）验证机械能守恒时，在误差允许的范围内，需要满足关系式（用题中所给的字母表示）.
（4）在实际运算验证时，第（3）题中的关系式两边的数值总是有些差异，你认为产生误差原因可能是（答对一条即可给分）.

某学习小组为验证机械能守恒定律，用力传慼器、轻绳、光滑定滑轮、小球和量角器设计了如下实验。（已知重力加速度为g）

⑴用不可伸长的绳子跨过两个定滑轮，绳子两端分别与小球和力传感器相连，力感器固定在地面上，通过传感器可测得绳子拉力；

⑵调节两定滑轮之间的距离，在小球静止时，记下右端绳子长度L及（写出相关量及字母符号）；

⑶如图所示，将小球拉到使绳与竖直方向成角θ时，静止释放，小球向下做圆周运动，为了求出小球在最低点A的速度，还需测量（写出相关量及字母符号），并求出小球在最低点A的速度为（用已知和测得字母的符号表示）；

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⑷将小球拉到不同θ角度，重复实验；

⑸试写出此验证机械能守恒的关系式（用已知和测得的字母符号表示）。

实验装置如图所示，利用自由落体运动验证机械能守恒定律。

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（1）为验证机械能守恒定律，下列物理量中，需用工具直接测量的有，通过计算间接测量的有
A．重物的质量 B．重力加速度

C．重物下落的高度 D．重锤下落的瞬时速度
（2）关于本实验的误差，下列说法中不正确的是________

A . 选择质量较小的重物，有利于减小误差 B . 选择点击清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带有利于减小误差 C . 先松开纸后接通电源会造成较大的误差 D . 本实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用
（3）在实验中，质量为m=1kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s，那个打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量 $\text{[math]}$ J，此过程中物体动能的增加量 $\text{[math]}$ J。（ $\text{[math]}$ ，保留三位有效数字）
（4）本实验中，纸带记录的点到起点O 的距离为h,打对应点时重物的速度为v,若以 $\text{[math]}$ 为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的 $\text{[math]}$ 图像应是，才能验证机械能守恒， $\text{[math]}$ 图像的斜率等于的数值。

在验证机械能守恒定律的实验中采用重物自由下落的方法．

（1）某同学列举实验中用到的实验器材为：A．铁架台、B．打点计时器及复写纸片、C．纸带、D．秒表、E.低压交流电源、F.导线、G.重锤、H.天平，其中不必要的是．
（2）如果以 $\text{[math]}$ 为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是下图中的．
（3）在一次实验中，质量m的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点（交流电频率50Hz），如图所示，长度单位cm，那么从起点O到打下记数点B的过程中重力势能减少量是△E_p=J，此过程中物体动能的增加量△E_kJ（g取10m/s² ，结果数据均保留至小数点后两位）；通过计算，数值上△E_p △E_k（填 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ ）．

图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平．回答下列问题：

（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有_______．（填入正确选项前的字母）

A . 米尺 B . 秒表 C . 0～12V的直流电源 D . 0～I2V的交流电源
（2）实验中误差产生的原因有．（写出两个原因）

某同学设计出如图所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，有一直径为d，质量为m的小球由A处静止释放，下落过程中能通过A点正下方、固定于B点的光电门。测得A，B间的距离为H(H>>d)，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。

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（1）本实验中，小球应选择______；

A . 木球 B . 钢球 C . 塑料球
（2）小球通过光电门时的瞬时速度v= （用题中所给的物理量表示）；
（3）调整AB之间距离H，多次重复上述过程，作出 $\text{[math]}$ 随H的变化图象如图所示，当小球下落过程中机械能守恒时，该直线斜率k₀= （用题中所给的物理量表示）；
（4）在实验中根据数据实际绘出 $\text{[math]}$ －H图象的直线斜率为k（k<k₀），则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力mg的比值 $\text{[math]}$ ＝（用k、t表示）。

如图所示，两个质量各为m₁和m₂的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m₁＞m₂ ，现要利用此装置验证机械能守恒定律.

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（1）若选定物块A从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有_______；

A . 物块的质量m₁、m₂ B . 物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间 C . 绳子的长度及物块A下落的距离 D . 绳子的长度及物块B上升这段距离所用的时间
（2）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议,确实对提高准确程度有作用的是_______.

A . 绳的质量要轻： B . 在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好； C . 尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃； D . 两个物块的质量之差要尽可能小.

某同学用图（a）所示的实验装置“验证机械能守恒定律”，图（b）是打点计时器接“6V、50Hz”的电源时打出的一条连续点的纸带，O点为重锤下落的起点，选取的计时点A、B、C、D到O点的距离在图中已标出，重力加速度g取9.8 m/s² ，重锤的质量为1 kg。（计算结果均保留三位有效数字）。

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（1）打点计时器打出B点时，重锤下落的速度v_B=m/s，此时重锤的动能E_kB=J。
（2）从起点O到打下B点过程中，重锤重力势能的减小量为 J。
（3）实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，主要原因是。

在利用如下图装置“验证机械能守恒定律”的实验中：

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（1）下列器材中不必要的一项是______（只需填字母代号）；

A . 天平 B . 重物 C . 纸带 D . 毫米刻度尺 E . 交流电源
（2）关于本实验，以下说法正确的是______；

A . 选择密度大体积小的重物，有利于减小误差 B . 实验时要先松开纸带后接通电源 C . 数据处理一定要选择点击清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带 D . 实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用
（3）在实验中，质量m=0.5kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s。那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量E_p=J，此过程中物体动能的增加量E_k=J。（取g=9.8m/s² ，保留三位有效数字）

某课外活动小组使用如图所示的实验装置进行《验证机械能守恒定律》的实验，主要步骤：

A、用游标卡尺测量并记录小球直径d

B、将小球用细线悬于O点，用刻度尺测量并记录悬点O到球心的距离l

C、将小球拉离竖直位置由静止释放，同时测量并记录细线与竖直方向的夹角θ

D、小球摆到最低点经过光电门，光电计时器（图中未画出）自动记录小球通过光电门的时间Δt

E、改变小球释放位置重复C、D多次

F、分析数据，验证机械能守恒定律

请回答下列问题：

（1）步骤A中游标卡尺示数情况如下图所示，小球直径d=mm

（2）实验记录如下表，请将表中数据补充完整（表中v是小球经过光电门的速度

θ	10°	20°	30°	40°	50°	60°
cosθ	0.98	0.94	0.87	0.77	0.64	0.50
Δt/ms	18.0	9.0	6.0	4.6	3.7	3.1
v/ms^-1	0.54	1.09	①	2.13	2.65	3.16
v²/m²s^-2	0.30	1.19	②	4.54	7.02	9.99

（3）某同学为了作出v²- cosθ图像，根据记录表中的数据进行了部分描点，请补充完整并作出v²- cosθ图像.
（4）实验完成后，某同学找不到记录的悬点O到球心的距离l了，请你帮助计算出这个数据l=m （保留两位有效数字），已知当地重力加速度为9.8m/s² ．

某实验小组利用如图所示装置验证小铁球在竖直平面内摆动过程中机械能守恒。不可伸长的轻绳一端系于铁架台的固定悬点处，另一端系一小铁球，小铁球下端粘有一段粗细均匀的小木棍，悬点的正下方装有光电门，当小球摆至悬点正下方时，小木棍刚好通过光电门。已知当地的重力加速度为 $\text{[math]}$ 。

⑴先用刻度尺测出悬线的长度为 $\text{[math]}$ ，再用游标卡尺测量小铁球的直径 $\text{[math]}$ 和小木棍的直径 $\text{[math]}$ ，其中测量小铁球的直径 $\text{[math]}$ 时，游标卡尺读数如图乙所示，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

⑵将小铁球拉至悬线与竖直方向成 $\text{[math]}$ 角的位置，随后由静止释放，记录小木棍通过光电门的时间 $\text{[math]}$ ﹔

⑶改变悬线与竖直方向的夹角再做几次，分别记录小木棍通过光电门的时间；

⑷根据记录的数据，作出悬线与竖直方向夹角的余弦值与小木棍通过光电门的时间平方的倒数“ $\text{[math]}$ ”的关系图像。若所作图像为一倾斜直线，且图像的斜率 $\text{[math]}$ ，（用题中所给物理量的符号表示）则说明小铁球在竖直平面内摆动过程中机械能守恒，该图像对应的函数关系为。

某同学为精确测量某金属导体的电阻，设计了如图甲所示的电路图。图中E为学生电源、G为灵敏电流计、A₁、A₂为电流表、R₁为电阻箱、R₂与R₃均为滑动变阻器、R₀为定值电阻、S为开关、Rx为待测金属导体，另有导线若干。

具体的实验操作如下：

A．按照如图甲所示的电路图连接好实验器材；

B．将滑动变阻器R₂的滑片、滑动变阻器R₃的滑片均调至适当位置，闭合开关S；

C．调整R₃ ，并反复调整R₁和R₂使灵敏电流计的示数为零，测得此时A₁的示数为I₁ ， A₂的示数为I₂ ，电阻箱的示数为R₁；

D．实验完毕，整理器材。

（1）根据图甲实验电路图，将图乙实物图中连线补充完整。
（2）电路中需要两个量程为6A的电流表，但实验室提供的器材中，只有量程为0.3A、内阻为20Ω的电流表。现将量程为0.3A的电流表扩充为6A量程，则应该并联一个阻值R′ = Ω的电阻。如图所示为某次测量时改装后的电流表表盘指针位置，则此时的电流读数为A。
（3）待测金属导体Rx的阻值为用所测物理量来表示）；电流表A₁、A₂的内阻对测量结果（选填“有”或“无”）影响。

在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中

（1）下列器材中不必要的一项是（只需填字母代号）。
A．重物 B．纸带 C．天平 D．低压交流电源 E．毫米刻度尺
（2）关于本实验的误差，说法不正确的一项是___________。

A . 选择质量较小的重物，有利于减小误差 B . 选择点迹清晰的纸带，有利于减小误差 C . 实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用
（3）在实验中，质量 $\text{[math]}$ 的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为 $\text{[math]}$ 。那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量 $\text{[math]}$ J，此过程中与物体动能的增加量 $\text{[math]}$ J。（取g=9.8m/s² ，结果均保留三位有效数字）

在验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1kg的重锤静止下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示，O点为下落的起点，图中相邻两点的时间间隔为0.02s，长度单位为cm，当地的重力加速度g=9.79m/s²。

（1）纸带的端与重物相连（填“左”或“右”）；
（2）打下B点时的速度为 m/s，从起点O到打下B点的过程中，重力势能的减小量为ΔE_p＝J，物体动能的增加量ΔE_k＝J；（结果均保留两位有效数字）
（3）通过以上计算结果，能得出的实验结论是。

6.实验：探究功与速度变化的关系 知识点题库

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