實驗驗證機械能守恒定律同步練習-2022年【新教材】人教版高中物理必修（word含答案）

實驗：驗證機械能守恒定律為驗證在自由落體過程中物體的機械能是守恒的，某同學利用實驗系統(tǒng)設計了一個實驗，實驗裝置如圖所示，圖中A、B兩點分別固定了兩個速度傳感器，速度傳感器可以測出運動物體的瞬時速度．在實驗中測得一物體自由下落經(jīng)過A點時的速度是v1，經(jīng)過B點時的速度是v2，為了證明物體經(jīng)過A、B兩點時的機械能相等，這位同學又設計了以下幾個步驟，你認為其中不必要或者錯誤的是(????)A.用天平測出物體的質量

B.測出A、B兩點間的豎直距離

C.利用12mv22?12mv12算出物體從在利用自由落體運動驗證機械能守恒定律的實驗中：(1)打點計時器所接交流電的頻率為50Hz，甲、乙兩條實驗紙帶如圖所示，應選________紙帶好．

(2)若通過測量紙帶上某兩點間距離來計算某時刻的瞬時速度，進而驗證機械能守恒定律．現(xiàn)已測得2、4兩點間距離為s1，0、3兩點間距離為s2，打點周期為T，為了驗證0、3兩點間機械能守恒，則s1、s2和在利用自由落體“驗證機械能守恒定律”的實驗中，

(1)下列器材中不必要的是________(只需填字母代號)．A.重物

B.紙帶

C.天平

D.電源(2)如圖所示為實驗得到的一條點跡清晰的紙帶，把第一個點記做O，另選連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量的點，經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.78cm、70.00cm、77.58cm、85.52cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到B點，重力勢能的減少量等于________J，動能的增加量等于________J.(已知所用重物的質量為1.00kg，當?shù)刂亓铀俣萭=9.80m/s2，取3位有效數(shù)字．在利用重物自由下落驗證機械能守恒定律的實驗中，產(chǎn)生誤差的主要原因是(????)A.重物下落的實際高度大于測量值

B.重物下落的實際高度小于測量值

C.重物實際末速度v大于gt(g為重力加速度，t為下落時間)

D.重物實際末速度v小于gt在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，關于紙帶的選擇和計數(shù)點的確定，下列說法正確的是(????)A.一定要選用第一個點跡就清晰的紙帶

B.可以取連續(xù)的幾個點為計數(shù)點

C.應該每隔4個點確定一個計數(shù)點

D.應該選取紙帶前端(先打出)的點作為計數(shù)點如圖甲所示，用包有白紙的質量為1.00kg的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在電動機上并隨之轉動，使之替代打點計時器．當燒斷懸掛圓柱棒的線后，圓柱棒豎直自由下落，毛筆就在圓柱棒表面的紙上畫出記號，如圖乙所示，設毛筆接觸棒時不影響棒的運動．測得記號之間的距離依次為26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm，已知電動機銘牌上標有“1440r/min”的字樣，由此驗證機械能守恒．根據(jù)以上內容，回答下列問題：

(1)毛筆畫相鄰兩條線的時間間隔T=________s，圖乙中的圓柱棒的________端是懸掛端(填“左”或“右”)．(2)根據(jù)乙所給的數(shù)據(jù)，可知毛筆畫下記號C時，圓柱棒下落的速度vC=________m/s；畫下記號D時，圓柱棒下落的速度vD=________m/s；記號C、D之間圓柱棒的動能的變化量為______J，重力勢能的變化量為________J(g=9.8m/s在利用打點計時器驗證自由下落物體機械能守恒的實驗中，設物體在打O點時釋放，打點計時器打A點時物體速度為v，如圖所示，一同學在實驗報告中填寫如下：v=2.36m/s，?=28.76cm，v22=2.785老師批閱：“數(shù)據(jù)非實驗所得！”老師作此批閱的理由是什么？

在驗證“機械能守恒定律”的實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，查得當?shù)刂亓铀俣萭=9.8m/s2.某同學選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測量時各計數(shù)點對應刻度尺的讀數(shù)如圖所示，圖中O點是打點計時器打出的第一個點，A、B、C、D分別是每打兩個點取出的計數(shù)點，則重物由O點運動到B點時，(重物質量為m)(1)重力勢能減少量為多少？(2)動能增加量為多少？(3)根據(jù)數(shù)據(jù)得出什么結論？產(chǎn)生誤差的原因是什么？在驗證機械能守恒定律的實驗中，質量為m=1.00kg的重錘拖著紙帶下落，在此過程中，打點計時器在紙帶上打出一系列的點．在紙帶上選取五個連續(xù)的點A、B、C、D和E，如圖所示．其中O為重錘開始下落時記錄的點，各點到O點的距離分別是31.4mm、49.0mm、70.5mm、95.9mm、124.8mm.當?shù)刂亓铀俣萭=9.8m/s2.本實驗所用電源的頻率f=50Hz.(結果保留三位有效數(shù)字(1)打點計時器打下點B時，重錘下落的速度vB=________m/s，打點計時器打下點D時，重錘下落的速度vD(2)從打下點B到打下點D的過程中，重錘重力勢能減小量ΔEp=________J，重錘動能增加量Δ(3)在誤差允許范圍內，通過比較________就可以驗證重錘下落過程中機械能守恒了．(4)設重錘在下落過程中受到恒定不變的阻力F，則可根據(jù)本實驗數(shù)據(jù)求得阻力F的表達式為________________(用題中所給字母m，g，s1，s2，f表示一士兵乘飛機巡查，用一部自動照相機在空中攝影，他選好快門開啟的時間間隔1s，鏡頭放大率為1100，將一蘋果從飛機上自由落下開始到落地的拍攝照片如下圖所示．

(1)該地的重力加速度為________m/s(2)飛機離地面的高度________m．(3)試根據(jù)此照片驗證機械能守恒定律．

答案和解析1.AC

2.(1)甲

(2)T2=s128gs2

3.【答案】(1)C；(2)6.86；6.85。

4.【答案】D

5.【答案】B

6.【答案】(1)0.042；左；

(2)1.2；1.6；0.53；0.57；在誤差允許范圍內，圓柱體的機械能是守恒的。

7.【答案】在本實驗中，由于空氣阻力和摩擦力不可避免，所以重力勢能的減少量大于動能的增加量，或者說物體下落的實際加速度a<g.(3)在實驗誤差允許范圍內，重錘重力勢能減少量等于動