高考物理一轮复习专题5.7实验六验证机械能守恒定律精练.docx

《高考物理一轮复习专题5.7实验六验证机械能守恒定律精练.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理一轮复习专题5.7实验六验证机械能守恒定律精练.docx（26页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、实验六验证机械能守恒定律1(2019河北衡水二中期中)如图5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。图5(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齐C精确测量出重物的质量 D用手托稳重物，接通电源后，撤手释放重物(2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz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6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

2、，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有_。图6AOA、AD和EG的长度 BOC、BC和CD的长度CBD、CF和EG的长度 DAC、BD和EG的长度(3)该实验小组想要测量出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。他们利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。A用刻度尺测出重物下落的高度h，并测出下落时间t，通过vgt计算出瞬时速度v0B用刻度尺测出重物下落的高度h，并通过v计算出瞬时速度C根据物体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，计算出该点的瞬时速度，并通过计算得出高度hD用刻度尺测出重物下落的高度h，根据物体做匀变速直线运动

3、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，计算出瞬时速度v0以上方案中只有一种正确，正确的是_。(填入相应的字母)【答案】(1)AB(2)BC(3)D【解析】(1)重物选用质量和密度较大的金属锤，减小空气阻力，以减小误差，故选项A正确；两限位孔在同一竖直面内上下对齐，减小纸带和打点计时器之间的阻力，以减小误差，故选项B正确；验证机械能守恒定律的原理是：mghmvmv，重物质量可以消掉，无需精确测量出重物的质量，故选项C错误；用手拉稳纸带，而不是托住重物，接通电源后，撤手释放纸带，故选项D错误。(2)由EG的长度可求出打F点的速度v2，打O点的速度v10，但求不出OF之间的距离h

4、，故选项A错误；由BC和CD的长度可求出打C点的速度v2，打O点的速度v10，有OC之间的距离h，可以来验证机械能守恒定律，故选项B正确；由BD和EG的长度可分别求出打C点的速度v1和打F点的速度v2，有CF之间的距离h，可以来验证机械能守恒定律，故选项C正确；AC、BD和EG的长度可分别求出打B、C、F三点的速度，但BC、CF、BF之间的距离都无法求出，无法验证机械能守恒定律，故选项D错误。(3)不能用自由落体的公式再计算瞬时速度，A、B错误；重物下落的高度是用刻度尺测量的，不是计算的，选项C错误；D为验证机械能守恒定律的实验测量方案，是正确的。2(2019湖北龙泉第一中学期末)如图甲所示为

5、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、打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平、交流电源、刻度尺回答下列问题(1)下面列举了该实验的几个操作步骤，其中操作不当的步骤是_.A用天平测出重锤的质量 B按照图示的装置安装器件C先释放纸带，后接通电源 D测量纸带上某些点间的距离(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值根据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图乙所示使用交流电的频率为f，则计算重锤下落的加速度的表达式a_(用x1、x2、x3、x4及f表示)【答案】(1)AC(2)【解析】(1)该实验不需要测量重锤的质量，应先接通电源

6、，后释放纸带，故选A、C.(2)由xaT2得：a.3(2019安徽省铜陵一中期中) (1)关于“验证机械能守恒定律”的实验中，以下说法中正确的是_.A实验时需要称出重物的质量B实验中摩擦是不可避免的，因此纸带越短越好，因为纸带越短，克服摩擦做的功就越少，误差就越小C纸带上打下的第1、2点间距超过2 mm，则无论怎样处理数据，实验误差都会很大D实验处理数据时，可直接利用打下的实际点迹，而不必采用“计数点”的方法(2)若正确的操作完成实验，正确的选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图所示(相邻计数点时间间隔为0.02 s)，当地重力加速度的值为9.8 m/s2，那么(结果均

7、保留两位有效数字)纸带的_端与重物相连(选填“左”或“右”)；打下计数点B时，重物的速度vB_ m/s(结果均保留两位有效数字)；在误差允许的范围内，在从起点O到打下计数点B的过程中，测得重物重力势能的减少量Ep略大于动能的增加量Ek，这是因为_【答案】(1)D(2)左0.98存在阻力做功【解析】(1)实验时动能的增加量与重力势能的减少量，均含有质量，因此不需称出重物的质量，故A错误；实验中摩擦是不可避免的，但不是纸带越短越好，纸带越短，打的点越少，越不利于测量，故B错误；若纸带上第1、2两点间距大于2 mm，可在后面选取两个点用表达式mghmvmv，依然可以来验证机械能守恒定律，故C错误；处

8、理打点的纸带时，可以直接利用打点计时器打出的实际点迹，而不必采用“计数点”的方法，若采用计数点，是使测量长度变长，从而减小测量长度的误差，故D正确(2)重物在开始下落时速度较慢，在纸带上打的点较密，越往后，重物下落得越快，纸带上的点越稀，所以纸带上靠近重物的一端的点较密，因此纸带的左端与重物相连根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程的平均速度有：vB m/s0.98 m/s.EpEk，说明有部分重力势能变成了其他能，是因为下落存在摩擦阻力和空气阻力的影响4(2019广东省湛江一中期中)在用重锤和打点计时器“验证机械能守恒”的实验中，已知打点计时器使用的交流电源的周期为0.02 s，当地的重

9、力加速度g9.80 m/s2.该实验选取的重锤质量为1.00 kg，选取如图所示的一段纸带并测量出相邻各点之间的距离，利用这些数据验证重锤通过第2点至第5点间的过程中遵从机械能守恒定律通过计算可以得出在第2点位置时重锤的动能为_ J；第5点位置时重锤的动能为_ J；重锤从第2点至第5点间的过程中重力势能的减小量为_ J(保留三位有效数字)【答案】1.132.211.06【解析】v中，当t足够小时，可认为v为瞬时速度，故v21.5 m/s，v52.1 m/s在第2点位置时重锤的动能Ek2mv1.13 J在第5点位置时重锤的动能Ek5mv2.21 J重力做功等于重力势能的减小量，因此有，重锤从第2

10、点至第5点间的过程中重力势能的减小量Epmgx2519.800.108 J1.06 J.5(2019安徽合肥一中期中)如图甲所示是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置(g取9.80 m/s2)甲(1)选出一条纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以频率为50 Hz的交变电流用分度值为1 mm的刻度尺测得OA12.41 cm，OB18.90 cm，OC27.06 cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为1.00 kg.甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了_ J；此时重锤的速度vB_

11、m/s，此时重锤的动能比开始下落时增加了_ J(结果均保留三位有效数字)(2)某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，然后以h为横轴、以v2为纵轴作出了如图丙所示的图线图线的斜率近似等于_.A19.6 B9.8 C4.90图线未过原点O的原因是_【答案】(1)1.851.831.67(2)B先释放了纸带，再合上打点计时器的开关【解析】(1)当打点计时器打到B点时，重锤的重力势能减小量EpmgOB1.009.8018.90102 J1.85 J；打B点时重锤的速度vB m/s1.83 m/s，此时重锤的动能增加量Ekmv1

12、.001.832 J1.67 J.(2)由机械能守恒定律有mv2mgh，可得v2gh，由此可知图线的斜率近似等于重力加速度g，故B正确由图线可知，h0时，重锤的速度不等于零，原因是该同学做实验时先释放了纸带，然后才合上打点计时器的开关6(2019广西南宁一中期中)用如图甲所示的实验装置，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个打点(图中未标出)，相邻计数点间的距离如图乙所示已知m150 g、m2150 g，g9.8 m

13、/s2，打点计时器接50 Hz电源，则(结果均保留两位有效数字)(1)在纸带上打下计数点4时的速度v_ m/s.(2)在04过程中系统动能的增量Ek_J，系统势能的减少量Ep_ J.【答案】(1)1.9(2)0.360.38【解析】(1)因为每相邻两个计数点间还有4个打点，所以计数点时间间隔为0.1 s，根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打计数点4时的速度为v4 m/s1.9 m/s.(2)在04过程中系统动能的增量Ek(m1m2)v0.21.92 J0.36 J；系统重力势能的减小量等于物体重力做功，故EpW(m2m1)gx0.19.8(0.0240.0

14、720.1200.168) J0.38 J.7(2019江西省南昌一中期末)某同学在资料中查得弹簧弹性势能表达式为Epkx2(k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量)，他利用如图甲所示的装置进行实验，水平放置的弹射装置将质量为m的小球弹射出去，测出小球通过两个竖直放置的光电门的时间间隔为t，用刻度尺测出弹簧的压缩量为x,1、2光电门间距为L，则(1)小球射出时速度大小为v_，弹簧弹性势能Ep_(用题中的字母表示)(2)该同学改变弹簧压缩量x，多次进行实验，利用测得数据，画出如图乙所示Ep与x2的关系图线，根据图线求得弹簧的劲度系数k_.(3)由于重力作用，小球被弹射出去后运动轨迹会向下偏转，这对

15、实验结果_(选填“有”或“无”)影响【答案】(1)(2)200 N/m(3)无【解析】(1)由图甲可知，弹簧在小球进入光电门之前就恢复形变，故其弹射速度为通过光电门的水平速度，v，根据机械能守恒有Epmv2.(2)根据Epkx2得，0.03 Jk3104 m2，解得k200 N/m.(3)由于重力作用，小球被弹射出去后运动轨迹会向下偏转，由于重力不影响弹力做功的结果，有没有重力做功，小球的水平速度均不会变化，所以对实验结果无影响8(2019安徽省淮南一中期末)某同学利用“验证机械能守恒定律”的实验装置测定当地重力加速度(1)接通电源释放重物时，装置如图甲所示，该同学操作中存在明显不当的一处是

16、；(2)该同学经正确操作后得到如图乙所示的纸带，取连续的六个点A、B、C、D、E、F为计数点，测得点A到B、C、D、E、F的距离分别为：h1、h2、h3、h4、h5.若电源的频率为f，则打E点时重物速度的表达式vE ；(3)分析计算出各计数点对应的速度值，并画出速度的二次方(v2)与距离(h)的关系图线，如图丙所示，则测得的重力加速度大小为 m /s2(保留三位有效数字)【答案】(1)释放时重物离打点计时器太远(2)vE(3)9.60【解析】(1)接通电源释放重物时，该同学操作中存在明显不当的一处是释放时重物离打点计时器太远；(2)打E点时重物速度的表达式vE；(3)根据mghmv2，解得v2

17、2gh，则由图象可知：2g19.2，解得g9.60 m/s2.9(2019湖福建省南平一中期末)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tA、tB.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，钢球直径为D，当地的重力加速度为g.(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 AD2与gh是否相等 BD2与2gh是否相等CD2与gh是否相等 DD2与2gh是否相等(3)钢球通过光电门的平均速度 (填“”或“”)钢球

18、球心通过光电门的瞬时速度，由此产生的误差 (填“能”或“不能”)通过增加实验次数减小【答案】(1)0.945(2)D(3)不能【解析】(1)钢球直径为D0.9 cm0.059 mm0.945 cm.(2)小球通过两个光电门的速度分别为和；要验证的关系是mghmvmv，即2ghvvD2，故要验证机械能守恒，只要比较D2与2gh是否相等，故选D.(3)根据匀变速直线运动的规律得钢球通过光电门的平均速度等于这个过程中中间时刻速度，钢球通过光电门的平均速度小于钢球球心通过光电门的瞬时速度，此误差属于系统误差，由此产生的误差不能通过增加实验次数减小10(2019哈尔滨三中调研)利用如图装置进行验证机械能

19、守恒定律的实验，(1)实验中若改用电火花计时器，工作电压是交流 V(2)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和下落的高度h，某同学对实验得到的纸带设计了以下几种测量的方案，正确的是 A由刻度尺测出物体下落的高度h，用打点间隔算出下落时间t，通过vgt计算出瞬时速度B由刻度尺测出物体下落的高度h，通过v计算出瞬时速度C由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，计算出瞬时速度D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，计算出瞬时速度v，并通过h计算得出高度(3)在实验中，有几个注意的

20、事项，下列正确的是 A为减小摩擦阻力，需要调整打点计时器的限位孔，应该与纸带在同一竖直线上B可以选用质量很大的物体，先用手托住，等计时器通电之后再释放C实验结果如果正确合理，得到的动能增加量应略大于重力势能的减少量D只有选第1、2两点之间的间隔约等于2 mm的纸带才代表第1 点的速度为0【答案】(1)220(2)C(3)AD【解析】(1)电火花计时器使用的是220 V的交流电；(2)物体由静止开始自由下落过程中受到空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力作用，不是自由落体运动，vgt，v，h都是自由落体运动的公式若用这些公式进行分析，就不需要验证了，相当于用机械能守恒验证机械能守恒下落的高度用刻度

21、尺测量，瞬时速度用平均速度的方法计算，故C正确(3)为减小摩擦阻力，需要调整打点计时器的限位孔，使它在同一竖直线上，A正确；应选择质量大，体积小的重锤，减小实验的误差，B错误；因为存在阻力作用，知动能的增加量略小于重力势能的减小量，C错误；根据hgt2100.022 m0.002 m2 mm知，只有选第1、第2两打点间隔约2 mm的纸带才代表打第1点时的速度为零，D正确11. (2019吉林省四平一中模拟)用如图甲所示的实验装置验证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如图乙给出的是实验中获取的一条

22、纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，所用电源的频率为50 Hz.已知m150 g、m2150 g(结果均保留两位有效数字)，则： 甲 乙 丙(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5_m/s；(2)在打下0点到第5点的过程中系统动能的增量Ek_J，系统重力势能的减少量EP_J；(当地的重力加速度g取10 m/s2)(3)若某同学作出v2h图象如图丙所示，则当地的重力加速度g_m/s2.【答案】(1)2.4(2)0.580.60(3)9.7【解析】(1)v5 m/s2.4 m/s.(2)Ek(m1m2)v00.58 J，EPm2gh5m1gh50.60 J.(3)由(

23、m2m1)gh(m1m2)v2，知，即图线的斜率k.解得g9.7 m/s2.12(2019河北省沧州一中模拟)某同学利用倾斜气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验，实验装置如图甲所示其主要实验步骤如下：甲乙a用游标卡尺测量挡光条的宽度l，结果如图乙所示；b读出导轨标尺的总长L0，并用直尺测出导轨标尺在竖直方向的高度H0；c读出滑块释放处挡光条与光电门中心之间的距离s；d由静止释放滑块，从数字计时器(图中未画出)上读出挡光条通过光电门所用的时间t.回答下列问题：(1)由图乙读出l_mm.(2)_(选填“有”或“没有”)必要用天平称出滑块和挡光条的总质量M.丙(3)多次改变光电门位置，即改变距离s

24、，重复上述实验，作出随s的变化图象 ，如图丙所示，当已知量t0，s0，l，L0，H0和当地重力加速度g满足表达式_时，可判断滑块下滑过程中机械能守恒【答案】(1)8.15(2)没有(3)s0【解析】(1)游标尺上共有20小格，精度为0.05 mm，用游标卡尺测量挡光条的宽度l(80.053) mm8.15 mm.(2)欲验证机械能守恒定律，即Mgssin M2，为气垫导轨与水平面间的夹角，只需验证gssin 2，可见没有必要测量滑块和挡光条的总质量M.(3)由几何知识得sin ，当ss0，tt0时有s0.13(2019湖南省郴州一中模拟)利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，水平

25、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和一质量为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，可以测量遮光片轻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处由静止开始运动甲乙(1)某次实验测得倾角30，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为Ek_，系统的重力势能减少量可表示为EP_，在误差允许的范围内，若EkEP，则可认为系统的机械能守恒(用题中字母表示)(2)在上述实

26、验中，某同学改变A、B间的距离，作出的v2d图象如图乙所示，并测得Mm，则重力加速度g_m/s2.【答案】(1)(m)gd(2)9.6【解析】(1)系统动能增加量可表示为Ek(Mm)v，系统的重力势能减少量可表示为EPmgdMgdsin 30(m)gd.(2)根据机械能守恒可得(m)gd(Mm)v2，即g，代入数据得g9.6 m/s2.14.(2019广州执信中学模拟)如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德创造的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示(1)实验时，该同学进行了如下操作：将质量均为M(A

27、的含挡光片，B的含挂钩)的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态测量出_(选填“A的上表面”“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h.在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统(重物A、B以及物块C)中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为t.测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证机械能守恒定律(2)如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒，应满足的关系式为_(已知重力加速度为g)(3)引起该实验系统误差的原因有_(写一条即可)(4)验证实验结束后，该同学突发奇想：如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒，不断增大物块C的质量m，重物B的加速度a也将不断

28、增大，那么a与m之间有怎样的定量关系？a随m增大会趋于一个什么值？请你帮该同学解决：写出a与m之间的关系式：_(还要用到M和g)a的值会趋于_.【答案】(1)挡光片中心(2)mgh(2Mm)2(3)绳子有一定的质量(滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等)(4)a重力加速度g【解析】(1)实验时，测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离h.(2)重物A经过光电门时的速度为v.则如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒，应满足的关系式为mgh(2Mm)2.(3)引起该实验系统误差的原因：绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等(4)根据牛顿第二定律可知mg(m2M)

29、a，解得：a；当m增大时，式子的分母趋近于1，则a的值会趋于重力加速度g.15(2019河北石家庄模拟)小明同学利用如图7甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中红外线发射器、接收器可记录小球的挡光时间。小明同学进行了如下操作：图7(1)用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球的直径为_mm；(2)该小球质量为m、直径为d。现使小球从红外线的正上方的高度h处自由下落，记录小球挡光时间t，已知重力加速度为g，则小球下落过程中动能增加量的表达式为_；重力势能减少量的表达式为_(用所给字母表示)。(3)改变小球下落高度h，多次重复实验，发现小球动能的增加量总是小于重力势能的减少量，你认为可能的原因

30、是_(至少写出一条)。【答案】(1)18.304(2)m()2mgh(3)阻力做负功【解析】(1)螺旋测微器的固定刻度为18.0 mm，可动刻度为30.40.01 mm0.304 mm，所以最终读数为180 mm0.304 mm18.304 mm。(2)已知经过光电门的时间内的位移为小球的直径，则可以由平均速度表示经过光电门时的速度，所以v，则小球下落过程中动能增加量的表达式为Ekm()2；重力势能减少量的表达式为Epmgh。(3)根据能量守恒定律分析，重力势能的减少量Ep往往大于动能的增加量Ek的原因是阻力做负功。16(2019山东青岛模拟)在利用竖直上抛运动做“验证机械能守恒定律”实验时，

31、某同学利用频闪相机记录下了小球竖直上抛的一段上升过程，如图8甲所示。把小球的第一个曝光位置记为O，依次标为a、b、c、d与位置O的距离分别为h1、h2、h3、h4，频闪相机闪光的频率为f，重力加速度为g。图8(1)通过实验测得的数据可分别计算出各点的速度大小，小球在位置a时的速度计算表达式为va_。(2)根据实验数据作出v2h图线如图乙中的图线所示，若图线的斜率为k，如果在误差允许范围内满足_，则验证了机械能守恒定律。(3)考虑实验中存在空气阻力的影响，另有两名同学在图乙的基础上又各画了一条没有空气阻力时的图线、，其中合理的图线是_。【答案】(1)(2)k2g(3)【解析】(1)打下a点时小球

32、的瞬时速度等于打下Ob过程中的平均速度，即va。(2)根据机械能守恒定律有mghmv2mv，得v2v2gh，故v2h图象是一条向下倾斜的直线，直线的斜率k2g。(3)上升过程，没有空气阻力时，加速度较小，故v2h图象的斜率较小，图象应如所示。17. (2019湖南湘潭一中模拟)在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，电源的频率为50 Hz，依次打出的点为0、1、2、3、4n。则：图1(1)如用第2点到第6点之间的纸带来验证，必须直接测量的物理量为_、_、_，必须计算出的物理量为_、_，验证的表达式为_。(2)下列实验步骤操作合理的排列顺序是_(填写步骤前面的字母)。A将打点计时器竖直安装

33、在铁架台上B接通电源，再松开纸带，让重物自由下落C取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验D将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带E选择打点清晰和1、2两点距离接近2 mm的一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h1、h2、h3hn，计算出对应的瞬时速度v1、v2、v3vnF分别算出mv和mghn，在实验误差范围内看是否相等【答案】(1)第2点到第6点之间的距离h26 第1点到第3点之间的距离h13 第5点到第7点之间的距离h57 第2点的瞬时速度v2第6点的瞬时速度v6gh26vv (2)ADBCEF【解析】(1)要验证从第2点到第6点之间的纸带对应重物的运动过程中

34、机械能守恒，应测出第2点到第6点的距离h26，要计算第2点和第6点的速度v2和v6，必须测出第1点到第3点之间的距离h13和第5点到第7点之间的距离h57，机械能守恒的表达式为mgh26mvmv，即gh26vv。 (2)实验操作顺序为ADBCEF。18. (2019江苏省扬州一中模拟)物理兴趣小组的同学用图2甲所示的装置验证机械能守恒定律，电源的频率为50 Hz，重锤的质量为m1.0 kg，重力加速度g9.8 m/s2，他们通过正确的实验操作得到了如图乙所示的纸带。为了验证机械能是否守恒，该小组同学采用了以下两种方法。图2(1)方法一：打点计时器打下计时点5时重锤的瞬时速度为_m/s，在打点计

35、时器打下计时点0和5的过程中，重锤重力势能的变化量为Ep_J，重锤动能的变化量为Ek_J，若它们近似相等，则可知重锤的机械能守恒。 (2)方法二：打点计时器打下计时点2时重锤的瞬时速度为_m/s，在打点计时器打下计时点2和5的过程中，重锤重力势能的变化量为Ep_J，重锤动能的变化量为Ek_J，若它们近似相等，则可知重锤的机械能守恒。(3)以上两种方法，你认为_(选填“方法一”或“方法二”)误差小。【答案】(1)1.1550.6590.667(2)0.5750.508 0502(3)方法二【解析】(1)根据匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于该段时间内中间时刻的瞬时速度可得打点计时器打下计时

36、点5时重锤下落的速度v51.155 m/s，则在打点计时器打下计时点0和5的过程中，重锤重力势能的变化量Epmgh50.659 J，动能的变化量Ekmv0.667 J。(2)v20.575 m/s，Epmg(h5h2)0.508 J，Ekm(vv)0.502 J。(3)重锤刚下落的时候运动状态不稳定；方法二避开了刚开始的一段纸带，故方法二误差比较小。19. (2019河南省商丘一中模拟)某同学利用如图3所示的气垫导轨装置验证机械能守恒定律。在气垫导轨上安装了两个光电门1、2，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连。图3(1)实验时要调整气垫导轨使气垫导轨水平。不挂钩码和细线，接通气

37、源，轻推滑块，使滑块从导轨右端向左端运动，如果滑块_，则表示气垫导轨已调整至水平状态。(2)不挂钩码和细线，接通气源，滑块从导轨右端向左端运动的过程中，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间。实施下列措施能够达到实验目标的是_。A调节P使轨道左端升高一些 B调节Q使轨道右端降低一些C遮光条的宽度应适当大一些 D滑块的质量增大一些E气源的供气量增大一些(3)实验时，测出光电门1、2间的距离L，遮光条的宽度d，滑块和遮光条的总质量M，钩码质量m。由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间t1、t2，则系统机械能守恒成立的表达式是 _。【答案】(1)经两个光电门的时间相等(2)AB (3

38、)mgL(mM)()2(mM)()2【解析】(1)实验时要调整气垫导轨使气垫导轨水平。不挂钩码和细线，接通气源，轻推滑块使滑块从导轨右端向左端运动，如果滑块经两个光电门的时间相等，则表示气垫导轨调整至水平状态。(2)不挂钩码和细线，接通气源，滑块从导轨右端向左端运动的过程中，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间。说明滑块做加速运动，也就是左端低，右端高。所以能够达到实验目的的措施是调节P使轨道左端升高一些或调节Q使轨道右端降低一些。故选项A、B正确。(3)滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度。滑块从光电门2运动到光电门1的过程中，钩码的重力势能减少了mgL

39、，系统动能增加了(mM)()2(mM)()2，则系统机械能守恒成立的表达式是mgL(mM)()2(mM)()2。 20. (2019四川省南充一中模拟)利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验甲(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

40、始点O的距离分别为hA、hB、hC.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Ep_，动能变化量Ek_.乙(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vgt计算重物速度 B利用公式v计算重物速度C存在空气阻力和摩擦阻力的影响 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v2h图象，并做如下判断：若图象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

41、断依据是否正确【答案】(1)A(2)AB(3)mghBm2(4)C(5)见解析【解析】(1)根据机械能守恒定律可得mghmv20，故需要比较动能变化量与势能变化量，A正确(2)电磁打点计时器使用的是交流电源，故A正确；因为在计算重力势能变化量时，需要用到纸带上两点之间的距离，所以还需要刻度尺，故B正确；根据mghmv20可得等式两边的质量抵消，故不需要天平，C错误(3)重力势能改变量为EpmghB，由于下落过程中是匀变速直线运动，所以可得B点的速度为vB，所以Ekmvm2.(4)实验过程中存在空气阻力，纸带运动过程中存在摩擦力，C正确(5)该同学的判断依据不正确，在重物下落h的过程中，若阻力f

42、恒定，根据mghfhmv20v22h可知，v2h图象就是过原点的一条直线要用通过v2h图象的方法验证机械能是否守恒，还必须看图象的斜率是否接近2g.1(2017天津卷9节选)如图甲所示，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甲(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，撤手释放重物(2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz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，如图乙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_.乙AOA、AD和EG的长度 BOC、BC和CD的长度CBD、CF和EG的长