2022年实验验证机械能守恒定律练习题 .pdf

实验 : 验证机械能守恒定律练习题1在“用打点计时器验证重锤做自由落体运动的过程中机械能守恒”的实验中，需要直接测量的数据是重物的 ( ) A质量 B下落高度 C下落时间 D即时速度2. 利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中，下面叙述正确的是（）A.应该用天平称出物体的质量B.应该选用点迹清晰，特别是第一点没有拉成长条的纸带C.操作时应先接通电源然后放开纸带D.打点计时器应接在电压为46 V 的直流电源上3在“用打点计时器验证重锤做自由落体运动的过程中机械能守恒”的实验中，对于自由下落的重物，下述选择的条件哪种更为有利？ ( ) A只要足够重就可以 B只要体积足够小就可以C既要重，又要体积小D应该密度大些，还应便于夹紧纸带，使纸带随同运动时不致扭曲4在“验证机械能守恒定律”的实验中，下面叙述正确的是 ( ) A应用天平称出物体的质量B应当选用点迹清晰，特别是第一个点没有拉成长条的纸带C操作时应先放纸带后接电源D电磁打点计时器应接在电压为46V的交流电源上5用小车沿光滑斜面下滑的方法验证机械能守恒时，小车下滑的高度是由下列哪种方法得到的 ( ) A米尺直接测小车下滑高度。B米尺直接从纸带上测出。C米尺从纸带上测出小车的斜面位移再乘以sin ，即lHdhnnD用小三角板从纸带上测出。6用自由落体验证机械能守恒的实验中，对实验结果影响最大的因素是 ( ) A纸带克服摩擦力做了功。B纸带下落的时间太短。C纸带下落的高度hn测量不太准确。D打点周期极不稳定。7在“验证机械能守恒定律”的实验中，可以通过计算得到的有( ) A重锤质量 B重力加速度C重锤下落高度 D与下落高度对应的重锤的即时速度8. 一学生在练习使用打点计数器时，纸带上打出的不是圆点，而是短线，这可能是因为( ) A打点计数器错接在直流电源上B电源电压不稳定C电源的频率不稳定 D振针压得过紧。9利用打点计时器所获得的打点的纸带如9 题图所示，A、B、C是计数点，相邻计数精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 9 页点对应的时间间隔是T，对应的距离依次是s1、s2、s3下列计算打D点时的速度的表达式中正确的有 ( ) ATssvD243 BTssssvD44321CTssvD16 DTssssvD4543210. 利用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中, 计算第 n 点的速度的公式是( ) AVn=gt BVn =2ghn CVn = 2htn D Vn = hn+1- hn-12T11. 下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中，正确的是（）A.重锤质量的称量不准会造成较大误差B.重锤质量选用得大些，有利于减小误差C.重锤质量选用得较小些，有利于减小误差D.纸带下落和打点不能同步会造成较大误差12. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，除天平、铁架台、夹子、纸带和重物外，还需要（）A. 秒表 B. 刻度尺 C. 学生电源 D. 打点计时器13. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列叙述正确的是（）A. 安装打点计时器时，两纸带限位孔应在同一竖直线上B. 实验时，在松开纸带让重物下落的同时，应立即接通电源C. 若纸带上开头打出的几点模糊不清，也可设法用后面清晰的点进行验证D. 测量重物下落高度必须从起始点算起14. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样会导致实验结果（）A. mgh221mv B. mgh221mvC. mgh=221mv D. 以上均有可能15在“利用重锤自由下落验证机械能守恒定律”的实验中，产生误差的主要原因是( ) A重锤下落的实际高度大于测量值B重锤下落的实际高度小于测量值C重锤实际末速度大于gt(g 为重力加速度，t 为下落时间 ) D重锤实际末速度v 小于 gt 图5-28S6S5S4S3S2S1CDEFGBA9 题图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 9 页16 纸带上已按要求选出0、1、2、3、4、5、6 七个计数点，相邻计数点间的距离依次为x1、x2、x3、x4、x5、x6，则可以判断和计算出（）A. 计数点 0 的对应速度v0一定为 0 B. 根据Txxv2211可计算 1 号点的对应速度，同理可算出v2、v3、v4、v5C. 无法计算出v0和 v6的大小D. 可作出 vt 图象求出斜率即加速度17为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选用：铁架台、电磁打点计时器、复写纸、纸带、秒表、低压直流电源、导线、电键、天平。其中不必要的器材有；缺少的器材是。答案：秒表，天平，低压直流电源；低压交流电源，重锤，刻度尺。18某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如18 题图所示， O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、 C 、D，各计数点到 O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重锤质量为1kg。打点计时器打出B点时，重锤下落的速度vB= m/s，重锤的动能EkB= J。从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为 J。根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中，得到的结论是。答案： . 1.175 ， 0.69 0.69 ， 机械能守恒。19在做“验证机械能守恒定律”的实验时，用打点计时器打出纸带如19 题图所示，其中A点为打下的第一个点，0、1、2为连续的计数点。现测得两相邻计数点之间的距离分别为 s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知相邻计数点间的打点时间间隔均为T。根据纸带测量出的距离及打点的时间间隔，可以求出此实验过程中重锤下落运动的加速度大小表达式为_ _。在打第5 号计数点时，纸带运动的瞬时速度大小的表达式为_ _。18 题图2.49 2.89 3.26 3.65 3 4 5 6 7 cm 2.11 2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 9 页答案：21234569)(Tssssss，Tss26520. 在验证机械能守恒定律实验中：(1) 研究对象是自由落体的重物，除下述器材：铁架台、打点计时器、纸带、重物、夹子外，还要用下列器材_. (2) 做此实验时，有同学按以下步骤进行：固定好打点计时器，将连有重物的纸带穿过限位孔，用手提住，让手尽量靠近打点计时器 . 松开纸带，接通电源，开始打点，并如此重复几次，取得几条打点纸带. 取下纸带，挑选点迹清楚的纸带，记下起始点O点，在离 O点较近处选择几个连续记数点 ( 或计时点 ) 并计算出各点的速度值. 测出各点距O点的距离，即为下落高度. 用天平称出物体的质量. 计算出mghn和12mv2n，看是否相等 . 在上述步骤中，多余的是_，有错误并给予更正：a_, B_,c_,d_. (3) 选择纸带的要求是_， _， _. (4) 实验中得到一条纸带，如图所示，当打点计时器打点c 时，物体的动能表达式为_，物体势能减少的表达式为_. 若等式成立 _，则验证了机械能守恒定律. 19 题图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 9 页答案： (1) 刻度尺，低压交流电源、电键等. (2) ; 第步：“让手尽量靠近”应改为“让重物尽量靠近”；第步应先接通电源，后松开纸带；第步“在离 O点较近处”应改为“在离O点较远处”，第步应改为“ghn和12vn2” (3) 点迹清晰；第 1、 2点间相距为2 mm；无漏点 (4)12 m(42SS2T)2，mgS3，gS3= 12 (4SS22T)221. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量为m的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带经过打点计时器打出一系列的点，对纸带上点的痕迹进行测量，就可验证机械能守恒定律 . （1）在某次实验中得到的纸带如图所示，选取纸带上打出的连续的五个点A 、B、C、D、E，测出 A点距起点O的距离为 s0，使用的交流电源的频率为f ，则打点计时器打C点时重锤的速度为 _，打点计时器在打O点和 C点的这段时间内重锤的重力势能的减少量为_. 利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度，则加速度的表达式为a= _. （2）在实验中发现，重锤减少的重力势能总是略大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力的作用. 若已知当地重力加速度的值为g， 用第（1）小题给出的已知量表示重锤在下落过程中所受到的平均阻力的大小F=_. 答案 : （1）12ssf4（）；mg （s0+s1） ；221ssf4（）（2）m g-221ssf4（）22. 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得纸带如图所示. 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）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 9 页（1）这五个数据中不符合有效数字读数要求的是（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 vC=2gh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（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_. （4）若重锤质量m=2.0010-1 kg ，重力加速度g=9.80 m/s2，由图中给出的数据，可得出从 O点到打下 D点，重锤重力势能的减少量为_ J ，而动能的增加量为_ J （均保留三位有效数字）. 答案： （1）B （2）不对（ 3）2v2=gh（4）0.3800.376 23. 在验证“机械能守恒”实验中，一同学进行如下操作：将打点计时器水平地固定在铁架台上将长约0.5 m 的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器. 用手提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器的地方先松开纸带，后接通电源，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列的点换几条纸带，重做上面的实验在打出的纸带中挑选第一、二两点间距接近2 mm ，且点迹清楚的纸带进行测量，先记下O点的位置，依次再取四个计数点A、B、C、D.求出相应位置对应的速度及其下落的高度将测量数据及计算结果填入自己设计的表格中根据以上测得数据计算相应的12v2和 ghn 的值 . 验证机械能守恒定律（1）以上操作有错误的是_；（2）实验中选出一条纸带如图所示. 其中 O点为起始点， A、B、C、D为四个计数点，打点计时器所选用电源是频率为50 Hz 的交流电，用最小刻度为1 mm的刻度尺，测得OA=11.13 cm ， OB=17.69 cm，OC=25.9 cm. 这三个数据中不符合有效数字要求的是_, 在计数点 A和 B之间， B和 C之间各还有一个点，重锤的质量为m=1.5 kg，根据以上数据，当打点精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 9 页到 B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了_，这时它的动能是_； （g取 9.8 m/s2）（3）实验中往往出现重锤的重力势能减少量大于动能的增加量，其主要原因是_. 答案： （1）（2）OC2.60 J2.56 J （3）实验中存在阻力，如：空气阻力，振针与纸带间阻力. 24. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m 1kg 的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s 。那么从打点计时器打下起点 O到打下 B点的过程中， 物体重力势能的减少量Ep_J，此过程中物体动能的增加量Ek=_J。由此可得到的结论是：。(g=9.8 m/s2，保留三位有效数字) 答案： 0.228 ，0.226 ；误差允许范围内，机械能守恒。25 某同学做“验证机械能守恒定律”的实验时，不慎将选好纸带的前面一部分破坏了，剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出标在图上。已知打点计时器的工作频率为50Hz，重力加速度g 取 9.80m/s2，利用这段纸带能否验证机械能守恒定律？如何验证？答案：能 gh=V22/2-V12/2 26 给你一架天平和一只秒表，你如何来估测用手竖直上抛小球时，手对小球做的功？要求写出：(1) 需测定哪些量？如何测量？(2) 计算时所需关系式及最后所做功的表达式。答案： m 和 V0用天平测出小球质量。用秒表测出小球上抛的时间，求出初速度。mg2t2/8 27. 为了测定一根轻弹簧压缩最短时能储存的弹性势能的大小，可将弹簧固定在一带有光滑凹槽的轨道一端，并将轨道固定在水平桌面的边缘上，如下图所示， 用钢球将弹簧压缩至最短，然后突然释放，钢球将沿轨道飞出桌面，实验时：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 9 页(1) 需要测定的物理量_。(2) 计算弹簧最短时弹性势能的关系式是Ep=_。答案： m 、h 和 s mgs2/4h 28在做“验证机械能守恒定律”的实验时，用打点计时器打出纸带如28 图所示，其中A点为打下的第一个点，0、 1、2为连续的计数点现测得两相邻计数点之间的距离分别为 s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知相邻计数点间的打点时间间隔均为T根据纸带测量出的距离及打点的时间间隔，可以求出此实验过程中重锤下落运动的加速度大小表达式为：_ _在打第5 号计数点时，纸带运动的瞬时速度大小的表达式为：_ _28 题图答案： （s6s5s4s3s2s1）/9T 2； （s5s6）/2T ；29用落体法验证机械能守恒定律实验中：（1）从下列器材中选出实验所必须的，其编号为_. A打点计时器（包括纸带）；B重锤；C天平；D毫米刻度尺；E秒表；F运动小车（2）打点计时器的安装放置要求为_；开始打点计时的时候，接通电源和释放纸带的顺序应该是，先_，然后 _. （3）实验中产生系统误差的原因主要是_。答案： （1）A 、 B 、D； （2）底板要竖直；通电打点；再放下重锤，让它带着纸带一同落下；（3）阻力对重锤和纸带的影响30. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，选出一条纸带如30 题图所示，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交变电流， 用毫米刻度尺测得OA 11.13cm, OB17.69cm, OC 25.9cm(1) 这三个数据中，不符合有效数字要求的是，应该写成 cm(2) 在计数点A和 B之间、 B和 C之间还各有一个点，重物的质量为m （kg） 根据以上数A B C 30 题图 O 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 9 页据可知， 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；这时它的动能为 J （ g 取 9.80m/s2）答案： （1）OC ， 25.90cm ； （2）1.73mJ， 1.70mJ31. 在验证机械能守恒定律时，如果以22v为纵轴， 以 h 为横轴， 根据实验数据绘出的hv22图象应是什么形状才能验证机械能守恒定律，图线的斜率表示什么？答案：hv22图象应是通过原点的一条倾斜直线hv22图线的斜率表示重力加速度g33. 某同学为验证机械能守恒定律编排了如下实验步骤：A. 用天平称出重物的质量；B. 把纸带固定到重物上，并把纸带穿过打点计时器，提升到一定高度；C. 拆掉导线，整理仪器；D. 断开电源，调整纸带，重做两次；E. 用秒表测出重物下落的时间；F. 用毫米刻度尺测出计数点与起点的距离，记录数据，并计算出结果，得出结论；G. 把打点计时器接到低压交流电源上；H. 接通电源，释放纸带；I. 把打点计时器接到低压直流电源上；J. 把打点计时器固定到桌边的铁架台上上述实验步骤中错误的是，可有可无的是，其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列是 （均只需填步骤的代号）答案：上述实验步骤中错误的是E和 I 可有可无的实验步骤是A其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列是：J、G 、B、H、D、 C、F精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 9 页