高中物理人教版（2019）必修二8.5实验：机械能守恒定律-在线组卷题库

1. 在“验证机械能守恒定律”实验中，

(1)、下图是部分实验器材，需在图中选用的器材是

(2)、实验中需要直接测量的物理量是____（填字母）．

A、重力加速度 B、重物下落的高度 C、重物下落的瞬时速度

(3)、某同学的实验结果显示重物的动能变化量略大于重力势能变化量，出现这一问题的原因可能是____（填字母）

A、重物的质量测量错误 B、纸带的数据测量错误 C、交流电源的频率小于

50 Hz

D、重物下落时受到的阻力过大

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2. 在“利用自由落体运动”来验证机械能守恒定律的实验中，

(1)、从下列器材中选出实验所必需的，其编号为_________

A、打点计时器(包括纸带) B、重物 C、天平 D、毫米刻度尺 E、秒表 F、运动小车

(2)、实验中由于系统误差的原因,会使重物获得的动能往往它所减少的重力势能。( 填“大于”、“等于”或“小于”)

(3)、如果以

v^{2}

为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的

v^{2} — h

图线是,该线的斜率等于。

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3. 用如图甲所示，实验装置验证m₁、m₂组成的系统机械能守恒，m₂从高处由静止开始下落，m₁上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带：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乙所示。已知

m_{1} = 50 g

、

m_{2} = 150 g

，则：（g取10m/s² ，结果保留两位有效数字）

(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量

Δ E_{k} =

J，系统势能的减少量

Δ E_{p} =

J，由此得出的结论是：；

(3)、若某同学作出的

\frac{v^{2}}{2}

－h图象如图丙所示，则当地的实际重力加速度

g =

m/s²。

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4. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示．

(1)、实验步骤：

①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，将导轨调至水平．

②用游标卡尺测量挡光条的宽度l＝9.30 mm.

③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离x＝cm.

④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2.

⑤从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间Δt₁和Δt₂.

⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量m₀ ，再称出托盘和砝码的总质量m.

(2)、用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式：

①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v₁＝和v₂＝．

②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为E_k1＝和E_k2＝．

③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量ΔE_p＝(重力加速度为g)．

(3)、如果ΔE_p＝，则可认为验证了机械能守恒定律．

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5. 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．

$①$ 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，接通电源后，撒手释放重物

$②$ 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，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有．

A.OA、AD和EG的长度

B、OC、BC和CD的长度

C.BD、CF和EG的长度

D、AC、BD和EG的长度

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6. 小华利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。

(1)、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、交流电源 B、刻度尺 C、天平（含砝码）

(2)、实验中，先接通电源，再释放重物，得到图所示的一条纸带。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，重物的质量为m，从打Ｏ点打B点的过程中，重物的重力势能减少量

Δ E_{p}

= ，动能增加量

Δ E_{k}

=；

(3)、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，可能的原因是。

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7. 利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。

(1)、为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的____________。

A、动能变化量与势能变化量 B、速度变化量与势能变化量 C、速度变化量与高度变化量

(2)、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、交流电源 B、刻度尺 C、天平(含砝码)

(3)、实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。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

Δ E_{p} =

，动能变化量

Δ E_{k} =

。

(4)、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_______。

A、利用公式

v = g t

计算重物速度 B、利用公式

v = \sqrt{2 g h}

计算重物速度 C、空气阻力和摩擦力的影响 D、没有采用多次实验取平均值的方法

(5)、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，测量它们到起始点

O

的距离

h

，计算对应计数点的重物速度

v

，描绘

v^{2} - 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，请你分析论证该同学的判断是否正确。

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8. 利用如图所示的装置可验证机械能守恒定律：用轻质细绳的一端与一个质量为m（已知）的小球相连，另一端系在力传感器的挂钩上，整个装置位于竖直面内，将细绳拉离竖直方向一定角度，将小球由静止释放，与传感器相连的计算机记录的绳的拉力F随时间t变化的图线如图所示，读出图中A点的值为F₁ ，图中B点的值为F₂。

(1)、要利用小球从A到B的运动过程验证机械能守恒定律只需要再测量一个量的数值，这个量是；

(2)、小球从A到B的过程中，重力势能改变量的大小为；动能改变量的大小为（请用“F₁”、“F₂”、重力加速度g及第（1）问中需要再测量的那个量的符号表示）。

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9. “验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行．

(1)、比较这两种方案，（选填A．“甲”或B．“乙”）方案好些．

(2)、如图是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图所示，已知每两个计数点之间的时间间隔T＝0.1 s，物体运动的加速度a＝ m/s²；该纸带是（选填A．“甲”或B．“乙”）实验方案得到的．

(3)、如图是采用甲方案得到的一条纸带，在计算图中N点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中正确的是_____

A、v_N＝gnT B、v_N＝

\frac{x_{n} + x_{n + 1}}{2 T}

C、v_N＝

\frac{d_{n + 1} - d_{n - 1}}{2 T}

D、v_N＝g(n－1)T

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10. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A点处由静止开始运动｡