9.实验：验证机械能守恒定律知识点题库

在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点．已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.80m/s² ，那么：

（1）根据图上所得的数据，应取图中O点到点来验证机械能守恒定律；
（2）从O点到（1）问中所取的点，重物重力势能的减少量△Ep= J，动能增加量△Ek=J（两空均保留三位有效数字）；
（3）
若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落高度h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图象是图中的______．

A . B . C . D .
（4）实验中对于使用打点计时器，下面说法正确的是：______

A . 应先释放纸带后接通电源 B . 应先接通电源后释放纸带 C . 打点计时器使用的电源为直流电源 D . 打点计时器使用的电源为交流电源

如图1为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．

（1）为完成此实验，除了图中所示器材，还需要有（多选）

A . 刻度尺 B . 秒表 C . 天平 D . 交流电源
（2）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，如图2所示，长度单位cm，那么从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△E_p=J，g 取10m/s² ．

用落体法“验证机械能守恒定律”的实验中：（g取9.8m/s²）

（1）运用公式 $\text{[math]}$ mv₂=mgh时对实验条件的要求是．为此目的，所选择的纸带第1、2两点间的距离应接近．
（2）若实验中所用重物质量m=1kg，打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重物速度v_B=，重物动能E_k=；从开始下落起至B点，重物的重力势能减小量是，由此可得出的结论是．

在用重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作选的纸带如图所示。其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为50 Hz，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中（单位：cm）

（1）这五个数据中不符合读数要求的是（选填“A”“B”“C”“D”或“E”）点读数。
（2）该同学用重锤在OC段的运动来验证机械能守恒，OC距离用h来表示，他用v_C= $\text{[math]}$ 计算与C点对应的重锤的瞬时速度，得到动能的增加量，这种做法（选填“对”或“不对”）。
（3）若O点到某计数点的距离用h表示，重力加速度为g，该点对应重锤的瞬时速度为v，则实验中要验证的等式为。

在验证机械能守恒定律的实验中，质量为m＝1.00 kg的重锤拖着纸带下落，在此过程中，打点计时器在纸带上打出一系列的点，在纸带上选取五个连续的点A、B、C、D和E，如图所示．其中O为重锤开始下落时记录的点，各点到O点的距离分别是31.4 mm、49.0 mm、70.5 mm、95.9 mm、124.8 mm.当地重力加速度g＝9.8 m/s².本实验所用电源的频率f＝50 Hz.(结果保留三位有效数字)

（1）打点计时器打下点B时，重锤下落的速度v_B＝m/s，打点计时器打下点D时，重锤下落的速度_vD＝ m/s.
（2）从打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能减小量ΔE_p＝ J，重锤动能增加量为ΔE_k＝ J.

在做“验证机械能守恒定律”实验时，

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（1）下列说法正确的是______

A . 由于要计算重力势能和动能，因此必须要测出重物质量 B . 安装器材时必须保证计时器竖直，以便减少限位孔与纸带的摩擦 C . 必须选第一个点作为初始位置 D . 由于确实存在阻力作用，在不考虑其它因素影响的情况下，重锤下落过程中增加的动能要大于减少的重力势能
（2）实验中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．某同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是______

A . 用刻度尺测出物体下落高度h，由打点间隔数算出下落时间t，通过v=gt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v= $\text{[math]}$ 计算出瞬时速度v C . 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h= $\text{[math]}$ 算得出高度h D . 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
（3）在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度g=9.8m/s² ．那么：

①纸带的端（选填“O”或“C”）与重物相连；

②根据图上所得的数据，应取图中O点和点来验证机械能守恒定律；

③从O点到所取点，重物重力势能减少量△E_P=J，该所取点的动能为J．（结果取3位有效数字）

机械能守恒定律，某同学做了如下实验：将一小球用细绳悬挂于O点，在O点正下方安装与光电计时器相连的光电门．将小球拉至细线水平由静止释放，小球向下摆动后通过光电门，光电门记录下了小球通过光电门的时间△t，若测得小球的直径为d．

（1）小球通过光电门时的速度大小可表示为v=；
（2）要验证小球在向下摆动过程中机械能守恒，若测得悬点到小球球心的距离为L，重力加速度用g表示，需要验证的表达式是（用△t、d、L、g等物理量表示）；
（3）为了减小实验误差,小球应该满足什么件：．

在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s² ，测得所用重物的质量为1.00kg。若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示（相邻计数点时间间隔为0.02s），那么：

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（1）纸带的端与重物相连；
（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度v_B=；
（3）从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△E_p=，此过程中物体动能的增加量△E_k=（取g=9.8m/s²）；
（4）通过计算，数值上△E_p△E_k（填“＞”“=”或“＜”，这是因为；

用如图所示实验装置验证m₁、m₂组成的系统机械能守恒，m₂由高出从静止开始下落，m₂拖着的纸袋打出一系列的点，对纸带上的点进行测量就可验证机械能守恒，实验中获取的一条纸带如图所示：0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．已知m₁=50g，m₂=150g, g取10 m/s2．（结果保留两位冇效数字）频率是50Hz

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（1）在纸带上打下计数点5时的速度v=m/s;
（2）在打点0-5过程中系统动能的增加 $\text{[math]}$ =J，系统势能的减少△EP=J,由此得出的结论是．

某实验小组利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。

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在铁架台的顶端有一电磁铁，正下方某位置固定一光电门，电磁铁吸住直径为d的小铁球，此时球心与光电门的竖直距离为h（h＞＞d）。断开电源，小球下落，通过光电门的挡光时间为t。请回答下列问题：

（1）小球经过光电门时的速度表达式为；
（2）该实验需要验证的表达式为；（用题中字母表示，设重力加速度为g）。
（3）在实验过程中，多次改变h，重复实验，这样做可以______；

A . 减小偶然误差 B . 减小系统误差 C . 使实验结论更具有普遍性
（4）实验中发现动能增加量△E_k总是稍小于重力势能减少量△E_P ，增加下落高度后，则△E_P-△E_k将（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种。重物从高处由静止开始下落，打点计时器在纸带打出一系列的点，对点迹进行测量和相关计算，即可验证机械能守恒定律：

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下面是该实验的操作步骤：

A．按照图示的装置安装器件

B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上

C．用天平测出重物的质量

D．先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源打出一条纸带

E．测量纸带上某些点间的距离

F．根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能

（1）其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是（填字母序号）；
（2）实验中得到的一条纸带如图乙所示。相邻计数点间的时间间隔为0.02s，则：

①纸带的（选填“O”或“C”）端与重物相连；

②某同学从起点O到打下计数点B的过程中，计算出重物的动能增加量△E_k=J，重力势能减少量△E_p=J；（已知重物质量为1kg，g取9.8m/s² ，结果保留两位有效数字）
（3）另一名同学用 $\text{[math]}$ 计算出B的动能，恰好与重力势能减少量△E_p相等，于是该同学得出结论“重物下落过程中机械能守恒”，试问该同学的做法是否合理？。

用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压有交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，通过分析即可验证机械能守恒定律。

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（1）下列几个操作步骤中，没有必要或操作不当的是_____（填步骤前相应的字母）

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 . 测量纸带上选取的计数点间的距离 F . 根据测量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
（2）使用质量为m的重锤和打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，在选定的纸带上依次取计数点如图乙所示，纸带上所打的点记录了物体在不同时刻的位置，那么纸带的端（填“左”或“右）”与重物相连。设打点计时器的打点周期为T，且O为运动起点。当打点计时器打点“3”时，物体的动能表达式为，若以重物的运动起点O为参考点，当打第点“3”时物体的机械能表达式为。
（3）某同学想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，测量它们到起点O的距离 $\text{[math]}$ ，计算对应计数点的重物速度v，描绘 $\text{[math]}$ 图像，并做如下判断：只要图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒。则该同学的判断（选填“正确”或者“不正确”）。

我们利用重锤的自由下落来研究机械能守恒，装置如图所示，则以下说法正确的是（）

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A . 保持打点计时器限位孔竖直以减小它和纸带之间的阻力 B . 验证机械能守恒时所选纸带都必须从所打第一个点开始计数 C . 实验不需要测量物体质量，所以重锤可以用小泡沫球代替 D . 利用本实验装置还可以测定当地重力加速度

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.

某实验小组做“验证机械能守恒定律”的实验中提出了如图甲、乙两种方案，甲方案利用重锺竖直下落，乙方案用重物带动小车下滑。

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（1）组内同学对两种方案进行了深入讨论分析，最终大家认为误差相对较小的是方案。
（2）如果采用甲方案，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 . 天平（含砝码） B . 刻度尺 C . 交流电源 D . 直流电源
（3）在选定实验方案进行实验时，得到如图丙所示的一条纸带。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 $\text{[math]}$ 的距离分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，打点计时器打点的周期为 $\text{[math]}$ 。设重物的质量为m。从打 $\text{[math]}$ 点到打 $\text{[math]}$ 点的过程中，动能变化量 $\text{[math]}$ 。（用题中所给的字母表示）
（4）如果以 $\text{[math]}$ 为纵轴，以 $\text{[math]}$ 为横轴，根据实验数据绘出的图线应是图中的，其斜率等于的数值。
A． B．

C． D．

某活动小组利用图甲装置验证机械能守恒定律。钢球自由下落过程中，先后通过光电门A、B，计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为t_A、t_B。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度，测出两光电门间的距离为h和钢球直径D，当地的重力加速度为g。

（1）如图乙所示，用20分度的游标卡尺测量钢球的直径D=cm。
（2）用所测的物理量（D、h、t_A、t_B）表达小球运动的加速度a=；
（3）要验证机械能守恒定律，只要比较___________；

A . $\text{[math]}$ 与gh是否相等 B . $\text{[math]}$ 与2gh是否相等 C . $\text{[math]}$ 与gh是否相等 D . $\text{[math]}$ 与2gh是否相等
（4）实际钢球通过光电门的平均速度选填“大于”或“小于”）钢球球心通过光电门的瞬时速度。
（5）下列做法中，可以减小“验证机械能守恒定律”实验误差的是___________。

A . 选用体积更大的球 B . 选用密度更小的球 C . 适当增大两光电门的距离h D . 改用10分度的游标卡尺测球直径的大小

某同学在“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置。

（1）实验中实验仪器有：重锤，打点计时器和纸带，复写纸片，学生电源，除了以上仪器外，还需要的仪器是___________；

A . 秒表 B . 弹簧测力计 C . 毫米刻度尺 D . 天平
（2）由于重锤在运动过程中受到阻力作用，这样会导致实验结果为mgh（填“<”或“>”） $\text{[math]}$ mv²

某同学设计用自由落体运动验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。小铁球自A点开始下落，铁球下落过程中先后经过光电门1和光电门2，电脑显示其通过光电门1和光电门2的时间分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。若测得小铁球直径为d，两光电门之间的距离为h，当地重力加速度为g。

（1）使用10分度游标卡尺测量小铁球直径，游标卡尺部分数据如图乙所示，则 $\text{[math]}$ mm；某次实验中，测得 $\text{[math]}$ ms，则小铁球通过光电门1的瞬时速度 $\text{[math]}$ m/s（结果保留3位有效数字）。
（2）在误差允许范围内，若h=（用上述必要的实验步骤中直接测量的物理量符号表示），则认为小铁球下落过程中机械能守恒。

某同学用图甲所示装置验证机械能守恒定律。

（1）下列四个供实验选用的重物，最合适的为____

A . 质量为200g的木球 B . 质量为200g的重锤 C . 质量为200g的塑料球 D . 质量为200g的蜡块
（2）下列做法正确的有____

A . 安装电火花计时器时限位孔在竖直平面内即可 B . 电火花计时器接到学生电源“交流输出”6V上 C . 实验时先接通打点计时器的电源，再用手提着纸带下落 D . 数据处理时应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置
（3）该同学选用 $\text{[math]}$ 重物进行实验，所用交流电源的频率为50Hz，得到如图乙所示的纸带。选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A、C、E点距起始点O的距离分别为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ ，选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律。重物减少的重力势能是J，打下C点时重物的动能是J。（结果均保留3位有效数字）
（4）数据处理时，根据纸带算出打下各点时重物的速度 $\text{[math]}$ ，量出下落距离 $\text{[math]}$ ，画出 $\text{[math]}$ 为纵坐标、 $\text{[math]}$ 为横坐标的图像。若在误差允许范围内图像为过原点且（选填“斜率略大于9.8”或“斜率略小于9.8”）的直线，则验证了重物下落过程中机械能守恒。

某物理兴趣小组用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。

（1）物理小组同学按照正确的操作打出一条纸带如图乙所示，其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位cm），打点计时器工作频率为50Hz，重物质量为1kg。该同学用重物在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s² ，则该段重物重力势能的减少量为J，而动能的增加量为J。（计算结果均保留三位有效数字）
（2）比较发现重力势能的减少量（填“大于”“小于”或“等于”）动能的增加量，原因是。
（3）根据实验判断下图中正确的是____。（其中△Ek表示物体动能的变化，△h表示物体下落的高度）

A . B . C . D .

9.实验：验证机械能守恒定律 知识点题库

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