6.实验：探究功与速度变化的关系 知识点题库

（1） 为完成此实验，除以上的器材，还需要的器材有       

（2） 在实验中打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g=9.8m/s² ， 实验选用的重物质量m=1kg，纸带上打点计时器打下的连续计时点A、B、C到打下第一点O的距离如图乙所示，则从打下O点至B点的过程中，重物重力势能的减少量△E_p=J，动能的增加量△E_k=J．（计算结果均保留3位有效数字） 结论：．

（3） 通过计算发现，△E_p△E_k（选填“小于”、“大于”或“等于”），这是因为．

（1） 如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置．关于这一实验，下列说法中正确的是       

（2） 在用电火花计时器（或电磁打点计时器）研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了一条纸带．已知计时器打点的时间间隔为0.02s，他按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，则相邻两个计数点之间的时间间隔为s．用刻度尺量得OA=1.50cm、AB=1.90cm、BC=2.30cm、CD=2.70cm．由此可知，纸带做运动（选填“匀加速”或“匀减速”），打C点时纸带的速度大小为m/s．

（1） 除了图示的实验器材，下列实验器材中还必须使用的是       （填字母代号）．

（2） 该实验中，需要测量物体由静止开始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．

以下方案中只有一种最合理，最合理的是       （填字母代号）．

（3） 实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图2所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为h_A、h_B、h_C ． 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，重物的重力势能变化量△E_P=，动能的变化量△E_K=．

（1） 若轨道完全光滑，s²与h的理论关系应满足s²=（用H、h表示）；

（2） 该同学经实验测量得到一组数据，在坐标纸上作出s²﹣h关系图可能是图2的哪一条直线（图中直线l为理论计算得到的s²﹣h直线）　    　；（填前面的代号）

（3） 你认为造成（2）中出现的情况的可能原因是．

（1） 对于该实验，为了减少实验误差，纸带下方所挂重物应该选用质量和密度较的。

（2） 某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，某同学用毫米刻度尺测出了BD的长度，为了能完成验证机械能守恒定律，还需要再测出一个的长度。

（1） 某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d＝ mm.

（2） 实验中，接通气源，滑块静止释放后，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为t，测得滑块质量为M，钩码质量为m，A、B间的距离为L。在实验误差允许范围内，钩码减小的重力势能mgL与(用直接测量的物理量符号表示)相等，则机械能守恒。

（3） 下列不必要的一项实验要求是________(请填写选项前对应的字母)。

（1） 下列几个操作步骤中：

A．按照图示，安装好实验装置；

B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上；

C．用天平测出重锤的质量；

D．先释放重锤，后接通电源，纸带随着重锤运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点；

E．测量纸带上某些点间的距离；

F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．

没有必要的是，操作错误的是．（填步骤前相应的字母）

（2） 在某次实验中,假设质量为m的重锤由静止自由下落，带动纸带打出一系列的点，如图所示。相邻计数点间的时间间隔为0.02s，距离单位为cm。（g＝9.8m/s²）（所有计算结果保留小数点后两位）

①打点计时器打下计数点B时，物体的速度 ＝m/s；

②从起点O到打下计数点B的过程中物体的动能增加量 ＝，势能减少量 ＝。

③通过计算，数值上 小于 ，其主要原因为。

（1） 实验完毕后选出一条纸带如图1所示，其中O点为电磁打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz的交流电．用刻度尺测得OA＝12.41cm，OB＝18.60cm，OC＝27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重物的质量为1.00kg，取g＝9.80m/s² ． 甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了J；此时重物的动能比开始下落时增加了J．（结果均保留三位有效数字）．实验中产生系统误差的原因是

（2） 乙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，以h为横轴，以 为纵轴画出了如图2的图线．图线未过原点O的原因是．

（1） 用20分度的游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球直径为D＝cm．

（2） 要验证机械能守恒，只要比较      ．

（3） 钢球通过光电门的平均速度（选填“＞”或“＜”）钢球球心通过光电门的瞬时速度．

（1） 实验中，下面哪些测量工具是必需的_____。

（2） 实验中选取一条符合实验要求的纸带如图所示，O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点。计算B点瞬时速度时，甲同学用 ，乙同学用v_B= ，其中所选方法正确的是（选填“甲”或“乙”）同学。

（3） 实验中，发现重物减少的势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是（回答出其中一条即可）。

（1） 读出图乙中小铁球的直径为d＝ cm，假设小铁球通过光电门甲的瞬时速度近似地等于该过程中的平均速度，则小铁球通过光电门甲的速度大小为v₁＝；(用题中字母表示)

（2） 如果重力加速度用g表示，在误差允许的范围内，要验证小铁球的机械能守恒，则只需验证＝2gh.(用题中字母表示)

（1） 观察纸带，可知连接重物的夹子应夹在纸带的端（选填“左”或“右”)；

（2） 将表格中未填项目填写完整；

（3） 若重物和夹子的总质量为0.6kg，那么在从A到B运动过程中，动能的增加量为J，重力势能的减少量为J。

（1） 图甲是释放纸带瞬间的照片，写出其装置或操作中一处不合理的地方是。

（2） 为完成本实验，除了图甲所示的装置外，还需要图乙中的器材是（填序号）。

（3） 若质量 的重锤自由下落，打点计时器的电源频率为50Hz，在纸带上打出一系列的点如图丙所示，O为重锤自由下落打出的第一个点，取 。从打出O点到打出D点，重锤自由下落，重力势能的减少量 J，动能的增加量 J（结果均保留两位有效数字）。

（1） 比较两种实验方案，你认为组（选填“甲”或“乙”）同学采用的实验方案误差更小；

（2） 甲组同学采用了图（1）所示的方案，释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是（填“甲”、“ 乙”、“ 丙”或“丁”）；

（3） 甲组同学采用合理的方式完成实验，选出一条纸带如下图所示，其中O点为起始点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz交流电，在计数点A和B之间、B和C之间还各有四个点未画出，重物的质量为1.0kg，g取9.8m/s²。根据以上数据，打B点时重物的重力势能比开始下落时减少了J，这时它的动能是J。（计算结果保留三位有效数字）

（4） 乙组同学采用图（2）所示的方案完成实验，选出一条纸带如下图所示，其中O点为起始点，A、B、C三个计数点到O点的距离分别为h₁、h₂、h₃ ， 打点计时器打点周期为T，重物质量如图所示，m₁大于m₂ ， 重力加速度为g。若通过纸带验证OB过程系统机械能守恒，其表达式为。

（1） 关于上述实验，下列说法中正确的是_____________（有两个正确选项）。

（2） 如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带，纸带上的O点是起始点，选取纸带上连续的点A、B、C、D、E、F作为计数点，并测出各计数点到O点的距离依次为27.94cm、32.78cm、38.02cm、43.65cm、49.66cm、56.07cm。已知打点计时器所用的电源是50Hz的交流电，重物的质量为0.5kg，则从计时器打下点O到打下点D的过程中，重物减少的重力势能 =J；重物增加的动能 =J（重力加速度g取9.8m/s² ， 计算结果均保留三位有效数字）。

（3） 某同学采用以下方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量他们到起始点O的距离h_n ， 计算对应计数点的重物瞬时速度v_n ， 描绘v²-h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。请分析论证该同学的判断依据是否正确。。

（1） 滑块通过光电门1时的速度大小为，通过光电门2时的速度大小为。

（2） 若滑块沿气垫导轨向下通过两个光电门的过程中机械能守恒，当地的重力加速度大小为 ，则有 。

（1） 从t₂到t₅过程中，重力势能增加量ΔE_p＝J，动能减少量ΔE_k＝J。

（2） 在误差允许的范围内，若ΔE_p与ΔE_k近似相等，即可验证机械能守恒定律。造成ΔE_p与ΔE_k误差的主要原因是：

（1） 实验室有质量为50g的铝锤A，质量为200g的铅锤B，本实验应选（填字母代号）；

（2） 实验中得到的一条纸带如图乙所示，O为打出的第一个点，A、B、C、D为依次打下的点，纸带中C点对应的刻度尺读数为cm；

（3） 要验证OC间机械能是否守恒，已知A点在刻度尺上读数为12.20cm、B点读数为15.45cm，D点读数为23.15cm，根据纸带上的数据计算可知、计时器打C点时的速度大小为m/s，动能增加J，重力势能减少J。（重力加速度g取9.8m/s² ， 结果均保留三位有效数字）

（1） 重物Q穿过圆环时的速度大小；

（2） 若系统的机械能守恒，则应满足的关系式为；

（3） 保持M，h不变，改变m（始终保证），重复上述操作，得到多组m、t，作出图像，如图乙所示，则图线的斜率。