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，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=9.80m/s² ．那么：

（1）纸带的端（选填“左”或“右’）与重物相连；
（2）从O点到B点，重物重力势能减少量△E_p=J，动能增加量△E_k=J；（以上两空均要求保留3位有效数字）
（3）上问中，重物重力势能减少量总是（填‘大于’或者‘小于’）动能增加量，原因是．

在“探究碰撞中的守恒量”的实验中，也可以探究“mv²”这个量（对应于动能）的变化情况．

①若采用弓形弹片弹开滑块的方案，如图①所示，弹开后的mv²的总量弹开前mv²的总量（填大于、等于或小于），这是因为．

②若采用图②的方案，碰撞前mv²的总量碰后mv²的总量（填大于、等于或小于），说明弹性碰撞中守恒．

③若采用图③的方案，碰撞前mv²的总量碰后mv²的总量（填大于、等于或小于），说明非弹性碰撞中存在损失．

某同学利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。

（1）该同学开始实验时情形如图甲所示，接通电源释放纸带．请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：
①；②。
（2）该同学经修改错误并正确操作，让质量为1 kg的重锤下落，通过打点计时器在纸带上记录运动过程，打点计时器所接电源为频率是50 Hz的交变电源，纸带打点如图乙所示。

纸带上O点为重锤自由下落时的打点起点（O、A间有点未画出），选取的计数点A、B、C、D依次间隔一个点（图中未画出），各计数点与O点距离如图乙所示，单位为mm，重力加速度为9.8 m/s² ，则：（结果保留三位有效数字）

根据纸带，打点计时器打下B点时，重锤速度v_B=，重锤动能E_kB=，从开始下落算起，打点计时器记录B点时，重锤势能减少量为。由此可以得到的实验结论是：。

某学习小组用图示的实验装置验证“机械能守恒定律”．他们在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块（带遮光条）用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与钩码相连，每次滑块都从A处由静止释放．

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（1）下列实验要求中不必要的一项是______（请填写选项前对应的字母）．

A . 应将气垫导轨调至水平 B . 应使细线与气垫导轨平行 C . 应使A位置与光电门B间的距离适当大些 D . 应使钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量
（2）实验时，已知滑块（带遮光条）的质量M，钩码质量m，A、B间的距离L，遮光条的宽度为d和遮光条通过光电门的时间为t，重力加速度为g，则满足的关系式（用M、m、g、L、d、t表示）即可验证从A到B过程系统机械能守恒．

如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可“验证机械能守恒定律”。

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（1）实验中打点计时器应选择较好（填“电火花式打点计时器”或“电磁式打点计时器”）。
（2）安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图所示。图中0点为打出的起始点，且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E作为计数点。其中测出A、B、C、D、E点距起始点0的距离如图所示。已知打点计时器打点周期为T=0.02s。由此可计算出物体下落到C点时的瞬时速度v_C=m/s.（结果保留三位有效数字）
（3）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于此误差，下列说法中正确的是_____________。

A . 该误差属于偶然误差，可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差 B . 该误差属于偶然误差，可以通过挂一个小物块来平衡阻力进而消除该误差 C . 该误差属于系统误差，可以通过多次测量取平均值的方法来消除该误差 D . 该误差属于系统误差，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
（4）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点0的距离L并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v² -h图象去研究机械能是否守恒。若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的v² -h图象是下图中的哪一个。（填选填图下对应的字母）

A . B . C . D .

为了验证物体在自由下落过程中机械能是守恒的，将m=0.5kg的重物系上一纸带，并将纸带穿过打点计时器，当重物自由下落时，得到如图所示的记录纸带，已知打点周期T=0.02s（设当地的重力加速度g=9.8m/s²）

（1）计算打A、B两点时重物下落的速率v_A=m/s，v_B=m/s；
（2）以A、B两点为例，验证机械能是否守恒。△E_k=J，mgh=J。实验结论：。

利用如图所示的实验装置探究相关的力学实验，下列说法错误的是（）

A . “探究速度随时间变化规律”的实验中，不需要平衡摩擦力 B . 探究“功和速度变化关系”的实验中，只打出一条纸带不能进行探究 C . 探究”加速度和力、质量的关系”实验中，物块的质量应远小于小车和砝码的总质量 D . 利用该实验装置，只要平衡摩擦力，就可以用来“探究机械能守恒定律”实验

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）

某兴趣小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律，当地的重力加速度大小为g。

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（1）下列做法可减小实验误差的是___________（填字母序号）。

A . 先松开纸带后接通电源 B . 用电火花计时器替代电磁打点计时器 C . 在铝锤和铁锤中，选择铁锤作为重锤 D . 在铝锤和铁锤中，选择铝锤作为重锤
（2）在实验中，质量为m的重锤自由下落，带动纸带，纸带上打出的一系列点，如图乙所示，O是重锤刚下落时打下的点。已知打点计时器打点的频率为f，则从打点计时器打下O点到打下B点的过程中，动能的增加量为；若在实验误差允许的范围内满足等式，则机械能守恒定律得到验证。

利用如图所示的装置可以做力学中的很多实验，已知小车质量为M，钩码总质量为m。

（1）如果利用此装置探究小车的动能与合力做功的关系，为了便于测量和尽可能减小实验偏差，需要做到以下三点：
①调节滑轮高度，让细线与木板；

②在不挂钩码，小车连接纸带的情况下，适当倾斜木板，给小车一个沿斜面向下的初速度，当纸带上点迹分布时，说明刚好平衡阻力；

③如果让小车所受合力近似等于钩码的重力，则需要Mm（填“远大于”，“等于”或“远小于”）；
（2）如果利用此装置来验证小车与钩码组成的系统机械能守恒，为尽可能减少小车所受摩擦力对实验的影响，则满足关系Mm（填“远大于”、“等于”或“远小于”）。

图甲所示为验证机械能守恒定律的实验装置，某同学完成了一系列实验操作后，得到了如图乙所示的一条纸带。现选取纸带上某清晰的点标为0，, 然后每两个计时点取一个计数点,分别标记为1、2、3、4、5、6,用刻度尺量出计数点1、2、3、4、5、6与0点的距离分别为 $\text{[math]}$ .（重力加速度为 $\text{[math]}$ ）

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（1）已知打点计时器的打点周期为T,可求岀打各个计数点时对应的速度分别为 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 的计算式 $\text{[math]}$ .
（2）若重锤的质量为 $\text{[math]}$ ，, 取打点0时电锤所在水平面为参考平面。分别算出打各个计数点时对应重锤的势能 $\text{[math]}$ 和动能 $\text{[math]}$ 则打计数点3时对应重锤的势能 $\text{[math]}$ （用题中所给物理量的符号表示）；接着在 $\text{[math]}$ 坐标系中描点作出如图丙所示的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 图线，求得 $\text{[math]}$ 图线斜率的绝对值为 $\text{[math]}$ , $\text{[math]}$ 图线的斜率为 $\text{[math]}$ .则在误差允许的范围内， $\text{[math]}$ （填 “>”或“<”或“=“ ） $\text{[math]}$ 时重锤的机械能守恒.
（3）关于上述实验，下列说法中正确的是___________

A . 实验中可用干电池作为电源 B . 为了减小阻力的影响，重锤的密度和质量应该适当大些 C . 实验时应先释放纸带后接通电源 D . 图丙 $\text{[math]}$ 图线纵轴上的截距表示重锤经过参考平面时的动能

如图所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。关于该实验，下列说法中正确的是（）

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A . 固定打点计时器时，其限位孔必须在同一竖直平面内 B . 手抓纸带的位置越靠近打点计时器越好 C . 实验中必须测出重物的质量 D . 实验中必须用秒表测出重物下落的时间

利用图甲装置验证机械能守恒定律。

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（1）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 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。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，重物的重力势能减少量 $\text{[math]}$ ，动能变化量 $\text{[math]}$ 。
（2）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是。
（3）某同学想用下述方法验证机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘 $\text{[math]}$ 图象，并做如下判断：若图象是一条（选填“过原点”或“不过原点”）的倾斜直线，且该直线的斜率等于，则重物下落过程中机械能守恒。

某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

（1）现有实验器材：带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、重锤、天平、交流电源，为完成此实验，以上仪器中不需要使用的有，除了现有的器材，还需要的器材是；
（2）下列选项中，是实验所需的物理量且需通过计算得到的是_______；

A . 重锤下落的加速度 B . 重锤下落的高度 C . 重锤底部距水平地面的高度 D . 重锤下落到某位置的瞬时速度
（3）已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，当地的重力加速度g=9. 8m/s^2.如图乙所示纸带上O点是打点计时器打下的第一个点，A、B、C、D是连续打出的四个点（O和A之间还有一些点），打点计时器打下点C时重锤的速度为 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ ；重锤由O点运动到C点的过程中下落的距离为h，则gh=。（计算结果均保留三位有效数字）
（4）若实验结果出现重力势能的减少量总小于动能的增加量，造成这种现象的可能原因是___________。

A . 选用的重锤密度过大 B . 交流电源的频率小于50Hz C . 交流电源的电压偏高 D . 空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力

验证机械能守恒定律的实验中，小红同学利用图甲实验装置进行实验，正确完成操作后，得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，其中O点为纸带起始点，两相邻计数点时间间隔T。

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（1）实验装置中，电火花计时器应选用电源（选填“直流”或“交流”）；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）若重物质量为m，重力加速度为g，利用纸带所测数据，计算出C点的速度 $\text{[math]}$ ＝，在误差允许范围内，根据 $\text{[math]}$ ＝验证机械能守恒定律。（用字母表示）
（3）在实验中，小红同学发现小球重力势能的减少量总是略大于小球动能的增加量，分析原因可能是。（只需说明一种即可）

某实验小组用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。

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（1）某同学按照正确操作得到的纸带如图乙所示，其中O是起始点，M、N、P为从合适位置开始选取的连续点中的三个点，打点频率为50Hz，该同学用刻度尺测量O到M、N、P各点的距离，并记录在图中，已知重物的质量为0.5kg，取重力加速度大小g=9.80m/s²。
打点计时器打“N”点时，重物的速度大小为m/s。（结果保留三位有效数字）
（2）从O点到N点，重物重力势能的减少量为J。（结果保留三位有效数字）
（3）若测出纸带上各点到O点之间的距离，根据纸带算出打点计时器打各点时重物的速度v及重物下落的高度x，则在机械能守恒的情况下，以 $\text{[math]}$ 为纵轴、x为横轴画出的图像是下图中的_____。

A . B . C . D .

在利用如图所示装置进行“验证机械能守恒定律”的实验中：（计算结果保留三位有效数字，取重力加速度 $\text{[math]}$ ）

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（1）下列说法正确的是（______）

A . 将打点计时器接到电源的直流输出端 B . 将连接重物的纸带穿过限位孔，用手提住，让重物尽量靠近打点计时器 C . 为了减小误差，重物质量应小些 D . 实验时，应先松开纸带，重物运动稳定后再接通电源 E . 若t为起点到某点的时间，可用公式 $\text{[math]}$ 计算该点的速度
（2）若实验中所使用的重物质量为 $\text{[math]}$ ，打点计时间隔为0.02s，打点纸带如图所示，数据都从起始点O开始测量，A、B、C是纸带上取的三个计数点，AB、BC之间各有一个点未画出，若以起始点O点为参考点，则记录B点时，重物的速度 $\text{[math]}$ =m/s，重物的动能 $\text{[math]}$ =；从起始点O点下落到B点，重物减少的重力势能 $\text{[math]}$ ，造成此误差的原因可能是。（写一条即可）

某物理课外兴趣小组用简易装置验证机械能守恒定律，他们把一块平整且比较光滑的木板搭在台阶上，安装好实验器材如图甲所示，实验中各项操作均正确。图乙是实验中打出的一条纸带，A是打下的第1个点，计数点E、F、G到A点的距离分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，相邻两计数点间的时间间隔为T，当地重力加速度大小为g。

（1）在验证机械能是否守恒时，还需要测量台阶的高度h和木板的长度L，用天平测得小车的质量为m，则打点计时器打下F点时，小车的动能可以表示为，从小车开始运动到打点计时器打下F点的过程中，小车的重力势能减少了。（均用题中所给的物理量符号表示）
（2）在该实验中，下列说法正确的是______。

A . 应先接通电源，后释放小车 B . 由于摩擦力对实验结果有影响，所以把木板搭在台阶上是为了平衡摩擦 C . 由于阻力的存在，小车增加的动能一定大于小车减少的重力势能 D . 可以省去用天平测量小车的质量这一操作

某同学利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示。一倾斜导轨与水平桌面的夹角为 $\text{[math]}$ ，导轨底端P点有一带挡光片的滑块，滑块和挡光片的总质量为M，挡光片的宽度为b，滑块与沙桶由跨过轻质光滑定滑轮的细绳相连，滑块与导轨间的摩擦可忽略，导轨上的Q点处固定一个光电门。挡光片到光电沙桶门的距离为d，重力加速度为g。

（1）实验时，该同学进行了如下操作：
①调节细沙的质量，使滑块和沙桶恰好处于静止状态，则沙桶和细沙的总质量为；（用已知物理量和字母表示）

②在沙桶中再加入质量为 $\text{[math]}$ 的细沙，让滑块从P点由静止开始运动，已知光电门记录挡光片挡光的时间为 $\text{[math]}$ ，则滑块通过Q点时的瞬时速度为；（用已知物理量和字母表示）
（2）在滑块从P点运动到Q点的过程中，滑块的机械能增加量 $\text{[math]}$ 。沙桶和细沙的机械能减少量 $\text{[math]}$ ；（均用已知物理量和字母表示）
若在误差允许的范围内， $\text{[math]}$ ，则机械能守恒定律得到验证。

小华同学利用如图所示的装置“验证机械能守恒定律”。下列说法正确的是（）。

A . 电磁打点计时器工作电压为220V B . 实验中应先释放纸带，再启动打点计时器 C . 实验中所测重物动能的增加量通常比其重力势能的减少量稍大 D . 实验中求重物在某点的速度不可以根据v=gt或 $\text{[math]}$ 求解

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