验证机械能守恒定律 知识点题库

（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．

（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：。

（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）．

（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．

（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_____________。

（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）

（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：。

（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）

（2） 实验中误差产生的原因有．（写出两个原因）

（1） 下列做法可减小实验误差的是___________（填字母序号）。

（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。

（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”）。

（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 ，其中 的计算式 .

（2） 若重锤的质量为 ，, 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 和动能 则打计数点3时对应重锤的势能 （用题中所给物理量的符号表示）；接着在 坐标系中描点作出如图丙所示的 和 图线，求得 图线斜率的绝对值为 , 图线的斜率为 .则在误差允许的范围内， （填 “>”或“<”或“=“ ） 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___________

（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 、 、 。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 ，动能变化量 。

（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 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。

（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_______；

（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 ，则 ；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___________。

（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 ＝，在误差允许范围内，根据 ＝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）

（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 为纵轴、x为横轴画出的图像是下图中的_____。

（1） 下列说法正确的是（______）

（2） 若实验中所使用的重物质量为 ，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 =m/s，重物的动能 =；从起始点O点下落到B点，重物减少的重力势能 ，造成此误差的原因可能是。（写一条即可）

（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______。

（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 ， 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。沙桶和细沙的机械能减少量；（均用已知物理量和字母表示）
若在误差允许的范围内， ， 则机械能守恒定律得到验证。