2017年高考物理-实验验证机械能守恒-专题练习
备战高考物理实验专题复习《验证机械能守恒定律》(解析版)
《验证机械能守恒定律》一、实验题1.利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一水平的气垫导轨，导轨上A点处有一滑块，其质量为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。
调节细绳的长度使每次实验时滑块运动到B点处与劲度系数为k的弹簧接触时小球恰好落地，测出每次弹簧的压缩量x，如果在B 点的正上方安装一个速度传感器，用来测定滑块到达B点的速度，发现速度v与弹簧的压缩量x成正比，作出速度v随弹簧压缩量x变化的图象如图乙所示，测得图象的斜率。
在某次实验中，某同学没有开启速度传感器，但测出了A、B两点间的距离为L，弹簧的压缩量为，重力加速度用g表示，则：滑块从A处到达B处时，滑块和小球组成的系统动能增加量可表示为______，系统的重力势能减少量可表示为______，在误差允许的范围内，若则可认为系统的机械能守恒。
用题中字母表示在实验中，该同学测得，弹簧的劲度系数，并改变A、B间的距离L，作出的图象如图丙所示，则重力加速度______。
2.某实验小组进行“验证机械能守恒定律”的实验．甲同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，将电火花计时器固定在铁架台上，把纸带的下端固定在重锤上，纸带穿过电火花计时器，上端用纸带夹夹住，接通电源后释放纸带，纸带上打出一系列的点，所用电源的频率为，实验中该同学得到一条点迹清晰的纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点．纸带连续的计时点A、B、C、D至第1个点O的距离如图所示，已知重锤的质量为，当地的重力加速度为，从起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为______J，重锤动能的增加量为__________J，从以上数据可以得到的结论是__________结果保留3位有效数字．乙同学利用上述实验装置测定当地的重力加速度．他打出了一条纸带后，利用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，以h为横轴，以为纵轴画出了如图所示的图线．由于图线明显偏离原点，若测量和计算都没有问题，在实验的操作上其原因可能是__________乙同学测出该图线的斜率为k，如果阻力不可忽略，则当地的重力加速度g__________选填“大于”、“等于”或“小于”．丙同学用如图所示的气垫导轨装置来验证机械能守恒定律，由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L，窄遮光板的宽度为d，窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为、，滑块在气垫导轨上运动时空气阻力不计，为验证机械能守恒定律，还需测量的物理量是，机械能守恒的表达式为3.某研究生学习小组为了研究“两小球碰撞过程中动能的损失率”即碰撞中系统动能的损失与系统碰撞前初动能的比值，设计了如图所示的装置进行如下的实验操作：Ⅰ先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在木板上留下痕迹O；Ⅱ将木板向右平移适当的距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞在木板上得到痕迹B；Ⅲ然后把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从原固定位置由静止开始滚下与小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C：Ⅳ用天平测量a、b两小球的质量分别为、，用刻度尺测量纸上O点到A、B、C三点的距离分别为、和．本实验中所选用的两小球质量关系为________填“”、“”或“”；用本实验中所测得的量表示，其表达式为________________．4.用如图所示装置可验证机械能守恒定律，轻绳两端系着质量相等的物块A、B，物块B上放一金属片C，铁架台上固定一金属圆环，圆环处在物块B的正下方。
高三物理一轮复习专题实验6 验证机械能守恒定律(含解析)
实验6:验证机械能守恒定律一、实验目的验证机械能守恒定律.二、实验原理在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化,但总的机械能守恒。
若物体从静止开始下落，下落高度为h 时的速度为v,恒有mgh＝错误!m v2。
故只需借助打点计时器，通过纸带测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能守恒定律。
测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点相邻的前、后两段相等时间间隔T内下落的高度x n－1和x n＋1(或用h n－1和h n＋1）,然后由公式v n＝错误!或由v n＝错误!可得v n(如图所示)。
三、实验器材铁架台（带铁夹）、电磁打点计时器与低压交流电源（或电火花打点计时器)、重物(带纸带夹子)、纸带数条、复写纸片、导线、毫米刻度尺。
四、实验步骤1．安装器材：如图所示,将打点计时器固定在铁架台上,用导线将打点计时器与低压电源相连,此时电源开关应为断开状态。
2．打纸带：把纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使重物停靠在打点计时器下方附近，先接通电源，待计时器打点稳定后再松开纸带，让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打出一系列的点，取下纸带，换上新的纸带重打几条（3~5条)纸带。
3．选纸带:分两种情况说明（1)若选第1点O到下落到某一点的过程，即用mgh＝错误!m v2来验证,应选点迹清晰，且1、2两点间距离小于或接近2 mm的纸带,若1、2两点间的距离大于2 mm，这是由于打点计时器打第1个点时重物的初速度不为零造成的(如先释放纸带后接通电源等错误操作会造成此种结果)。
这样第1个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选。
（2)用错误!m v错误!－错误!m v错误!＝mgΔh验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否为2 mm就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可以选用。
高考物理一轮总复习课后习题 第6章 机械能 第8讲 实验 验证机械能守恒定律
第8讲实验:验证机械能守恒定律1.在“验证机械能守恒定律”实验中,小王用如图甲所示的装置,让重物从静止开始下落,打出一条清晰的纸带,其中的一部分如图乙所示。
O点是打下的第一个点,A、B、C和D为另外4个连续打下的点。
甲乙(1)为了减小实验误差,对体积和形状相同的重物,实验时选择密度大的重物的理由是。
(2)已知交变电流频率为50 Hz,重物质量为200 g,当地重力加速度为9.80 m/s2,则从O点到C点,重物的重力势能变化量的绝对值|ΔE p|=J,C点的动能E kC= J。
(计算结果均保留3位有效数字)比较E kC与|ΔE p|的大小,出现这一结果的原因可能是。
A.工作电压偏高B.存在空气阻力和摩擦力C.接通电源前释放了纸带2.(湖南长沙二模)某兴趣小组用频闪摄影的方法验证机械能守恒定律,实验中将一钢球从与课桌桌面等高处的O点自由释放,在频闪仪拍摄的照片上记录了钢球在下落过程中各个时刻的位置,拍到整个下落过程的频闪照片如图所示。
(1)若已知频闪仪的闪光频率为f,重力加速度为g,再结合图中所给下落高度的符号,为验证从O点到A点过程中钢球的机械能守恒成立,需验证的关系式为2gs7= 。
(2)结合实际的实验场景,请估算闪光频率f应为(g取10m/s2)。
A.1 HzB.5 HzC.20 HzD.100 Hz3.某物理兴趣小组在实验室中找到的实验器材有:光电计时器(配两个光电门),铁架台,小钢球,游标卡尺,电磁铁,铅垂线,电源及导线若干。
利用这些器材设计如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。
(1)利用铅垂线调整铁架台、光电门等,使电磁铁、光电门1、光电门2的中心在同一竖直线上。
用游标卡尺测量小球的直径,如图乙所示,则小球的直径d=cm。
(2)切断电磁铁的电源,小球由静止自由下落,计时器记录小球通过两个光电门的挡光时间分别为Δt1和Δt2,同时记录小球从光电门1到光电门2的时间为t。
则小球通过光电门1时的速度为(用题中给出的物理量符号表示)。
实验专题 验证机械能守恒定律 含练习答案 超全
实验六 验证机械能守恒定律一、实验目的验证机械能守恒定律 二、实验原理1.在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化。
但总的机械能保持不变．若物体某时刻瞬时速度为v ，下落高度为h ，则重力势能的减少量为mgh ，动能的增加量为221mv ，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守恒定律． 2．速度的测量；做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度等于相邻两点之间的平均速度t t v v 2= 计算打第n 个点速度的方法；测出第n 个点与相邻前后点间的距离S n 和S n+1，，由公式Thh v T s s v n n n n n n 22111-++-=+=或 算出，如图实一6—1所示．三、实验器材铁架台(含铁夹)，打点计时器，学生电源，纸带，复写纸，导线，毫米刻度尺，重物(带纸带夹)．四、实验步骤及数据处理1．安装置：按图实-6-2所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路． 2．打纸带：将纸带的一端用夹予固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔。
用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方．先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落．更换纸带重复做3～5次实验．3．选纸带：在打好点的纸带中挑选点迹清晰且打点呈一条直线的一条纸带．4．数据处理：在起始点标上0，在以后各点依次标上l 、2、3……用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3……利用Th h v n n n 211-+-=计算出点1、点2、点3、……的瞬时速度v 1，v 2、v 3、…… 5．验证方法一：利用起始点和第n 点计算．代入221n n v gh 和,如果在实验误差允许的条件下,221n n v gh =则机械能守恒定律是正确的． 方法二：任取两点计算.(1)任取两点A 、B 测出h AB ，算出gh AB ． (2)算出222121A B V V -的值． (3)在实验误差允许的条件下，如果222121B A AB V V gh -=,则机械能守恒定律是正确的． 方法三：图象法．从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h ，并计算各点速度的平方V 2。
验证机械能守恒定律练习(有参考答案)
实验:验证机械能守恒定律练习高一（ ）班（ ）号 姓名：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.电磁打点计时器应接在电压为4～6 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．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sinθ，即h n =d n H/lD ．用小三角板从纸带上测出。
5．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6．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，相邻计数点对应的时间间隔是T ，对应的距离依次是s 1、s 2、s 3……下列计算打D 点时的速度的表达式中正确的有 ( )A ．T s s v D 243+=B ．T s s s s v D 44321+++=C ．T s s vD 16-= D ．T s s s s v D 45432+++=7．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 ( )A ．V n =gtB ．V n =2gh nC ．V n =2h t n D ．V n = h n+1− h n −12T 8．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. 交流电源D. 打点计时器9．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 图5-28S 6S 5S 4S 3S 2S 1C D E F G B A 6题图10．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 ）（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）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________.（4）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”）___________.（5）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________________.（6）若重锤质量m=2.00×10-1 kg ，重力加速度g=9.80 m/s 2，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）.（7）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________.（8）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 。
高二物理专题7 力学实验
可以看出，a′与a有明显差异，除实验中的偶然误差外，写出一条可能产生这一结果的原因：__________。
2020江苏省卷第11题
11.（10分）疫情期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探究.用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如题11-1图所示.
（1）家中有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是________.
（2）下列主要操作步骤的正确顺序是_______.（填写各步骤前的序号）
（2）在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v-t图像。
（3）观察v-t图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是___________。v-t图像斜率的物理意义是______________________。
（4）描绘v-t图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度 表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对△t的要求是______（选填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的△x大小与速度测量的误差______(选填“有关”或“无关”)。
实验８验证动量定理 １题
实验０基本仪器使用：游标卡尺，直尺
2017年海南第11题
11．（6分）某同学用游标卡尺分别测量金属圆管的内、外壁直径，游标卡尺的示数分别如图（a）和图（b）所示。
由图可读出，圆管内壁的直径为__cm，圆管外壁的直径为____cm；由此可计算出金属圆管横截面的面积。
高考实验专题：验证机械能守恒定律
2020高考实验专题：验证机械能守恒定律（含答案）1.(多选)在“验证机械能守恒定律”的实验中，有关重物的质量，下列说法正确的是( )A．选用质量较大的重物，使重物和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力B．应选用质量较小的重物，使重物的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动C．不需要称量重物的质量D．必须称量重物的质量，而且要估读到0.01 g答案AC1.如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。
现有的器材：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。
回答下列问题：(1)(多选)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有________。
(填选项字母)A．米尺B．秒表C．0～12 V的直流电源D．0～12 V的交流电源(2)实验中误差产生的原因有________________________________________________________________________(答出两个原因)。
答案(1)AD (2)纸带和打点计时器之间有摩擦；用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差2.用图甲装置做“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________。
(填选项字母，下同)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)(多选)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ΔE p＝________，动能变化量ΔE k＝______________。
实验六 验证机械能守恒定律
结束
(3)实验结果显示 ΔEp＞ΔEk，那么造成这一现象的主
摩擦阻力造成的机械能损失 。 要原因是___________________________
考查实验误差分析 因空气阻力、纸带与限位孔间的阻力、滑轮轴间阻力做负功， 使系统重力势能的减少量大于系统动能的增加量。
验证机械能守恒定律
验证机械能守恒定律
结束
(3)从打 O 点到打 B 点的过程中，重物下落 hB，重力势能减少， 则重物的重力势能变化量 ΔEp＝－mghB。动能增加，则动能的
1 1 1 hC－hA2 hC－hA2 2 变化量 ΔEk＝2mvB －0＝2m －0＝2m 2T 。 2T
验证机械能守恒定律
结束
A．按照图示的装置安装器件； B．将打点计时器接到电源的直流输出端上； C．用天平测出重物的质量； D．释放纸带，同时接通电源开关打出一条纸带； E．测量打出的纸带上某些点之间的距离； F． 根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等 于增加的动能。 其中没有必要进行或者操作不恰当的步骤是________。(将其选 项对应的字母填在横线处)
验证机械能守恒定律
结束
(2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量________。 A．弹簧原长 B．当地重力加速度 C．滑块(含遮光片)的质量 (3)增大 A、O 之间的距离 x，计时器显示时间 t 将________。 A．增大 B．减小 C．不变
验证机械能守恒定律
结束
解析：(1)滑块离开弹簧后做匀速直线运动，故滑块的速 s 率 v＝ t 。 1 2 (2)根据功能关系， 弹簧的弹性势能 Ep＝2mv ， 所以要求 弹性势能，还需要测得滑块的质量，故选项 C 正确。 (3)弹簧的形变量越大，弹性势能越大，滑块离开弹簧时 的速度越大，滑块从 B 运动到 C 的时间越短，故 x 增大 时，计时器显示时间 t 将变小，故选项 B 正确。 s 答案：(1)v＝ t (2)C (3)B
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2017年高考物理
实验验证机械能
题型一、考查实验原理与实验操作
1．如图甲为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、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。
回答下列问题。
甲
（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）
A．米尺
B．秒表
C．4~6V的直流电源
D．4~6V的交流电源
（2）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C．用天平测出重锤的质量；
D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
其中操作不当的步骤是________。
（3）实验中误差产生的原因有__________________________________________。
（写出两个原因）
（4）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1x、2x、3x、4x及f表示）
乙
2．（1）在利用重锤做自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，有关重锤的质量，下列说法正确的是（ ） A ．应选用质量较大的重锤，使重锤和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力
B ．应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动
C ．不需要称量重锤的质量
D ．必须称量重锤的质量
（2）在该实验中，选定了一条较为理想的纸带，如图实-
6-3所示，“0”为起始点，以后纸带上所打的各点依次记为1、2、3……，测得的1x 、2x 、3x ……是重锤从开始运动到各时刻的位移。
已知打点计时器的打点周期为T ，重锤质量为m ，重力加速度为g ，则当打点计时器打点“4”时，重锤动能的表达式为________________；从“0”点到“4”点的过程中重锤重力势能的减少量表达式为________________。
图实-
6-3 题型二、考查实验数据处理及误差分析
3．在用落体法验证机械能守恒定律时，某小组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 是打点计时器连续打下的3个点。
用毫米刻度尺测量O 到A 、B 、C 各点的距离，并记录在图中。
(已知当地的重力加速度2
g 9.80 m /s =，重锤质量为m 1kg =，计算结果均保留3位有效数字)
（1）图中的三个测量数据中不符合有效数字读数要求的是________段的读数，应记作________cm 。
（2）甲同学用重锤在OB 段的运动来验证机械能守恒，他用AC 段的平均速度作为B 点对应的瞬时速度B v ，则求得该过程中重锤的动能增加量k E ∆=________J ，重力势能的减少量p E ∆=________J 。
这样验证的系统误差总是k E ∆________p E ∆（选填“>”、“<”或“＝”）。
（3）乙同学根据同一条纸带，同一组数据，也用重锤在OB 段的运动来验证机械能守恒，将打点计时器打
2
时还应求出摆锤在最低点时的速度，其速度应为________。
（2）用实验中测量的物理量写出验证摆锤在运动中机械能守恒的关系式为________。