【备战2013】高考物理 考前30天冲刺押题系列实验05 验证机械能守恒定律
高考物理 考前30天冲刺押题系列实验06 验证动量守恒定
【备战2013】高考物理考前30天冲刺押题系列实验06 验证动量守恒定律【实验目的】研究在弹性碰撞的过程中，相互作用的物体系统动量守恒．【实验原理】利用图-1的装置验证碰撞中的动量守恒，让一个质量较大的球从斜槽上滚下来，跟放在斜槽末端上的另一个质量较小的球发生碰撞，两球均做平抛运动．由于下落高度相同，从而导致飞行时间相等，我们用它们平抛射程的大小代替其速度．小球的质量可以测出，速度也可间接地知道，如满足动量守恒式m1v1=m1v1＇+m2v2＇，则可验证动量守恒定律．进一步分析可以知道，如果一个质量为m1，速度为v1的球与另一个质量为m2，速度为v2的球相碰撞，碰撞后两球的速度分别为v1＇和v2＇，则由动量守恒定律有：m1v1+m2v2=m1v1＇+m2v2＇【实验器材】两个小球（大小相等，质量不等）；斜槽；重锤线；白纸；复写纸；天平；刻度尺；圆规．【实验步骤】1.用天平分别称出两个小球的质量m1和m2；2.按图-2安装好斜槽，注意使其末端切线水平，并在地面适当的位置放上白纸和复写纸，并在白纸上记下重锤线所指的位置O点.3.首先在不放被碰小球的前提下，让入射小球从斜槽上同一位置从静止滚下，重复数次，便可在复写纸上打出多个点，用圆规作出尽可能小的圆，将这些点包括在圆内，则圆心就是不发生碰撞时入射小球的平均位置P点（图-40）；4.将被碰小球放在斜槽末端上，使入射小球与被碰小球能发生正碰；5.让入射小球由某一定高度从静止开始滚下，重复数次，使两球相碰，按照步骤(3)的办法求出入球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N；6.过ON在纸上做一条直线，测出OM、OP、ON的长度；7.将数据代入下列公式，验证公式两边数值是否相等（在实验误差允许的范围内）：m1·OP=m1·O M+m2·ON【注意事项】1．“水平”和“正碰”是操作中应尽量予以满足的前提条件．2．测定两球速度的方法，是以它们做平抛运动的水平位移代表相应的速度．3．斜槽末端必须水平，检验方法是将小球放在平轨道上任何位置，看其能否都保持静止状态．4．入射球的质量应大于被碰球的质量．5．入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始滚下．方法是在斜槽上的适当高度处固定一档板，小球靠着档板后放手释放小球．6．实验过程中，实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变．7．m1·OP=m1·O M+m2·ON式中相同的量取相同的单位即可．【误差分析】误差来源于实验操作中，两个小球没有达到水平正碰，一是斜槽不够水平，二是两球球心不在同一水平面上，给实验带来误差．每次静止释放入射小球的释放点越高，两球相碰时作用力就越大，动量守恒的误差就越小．应进行多次碰撞，落点取平均位置来确定，以减小偶然误差．下列一些原因可能使实验产生误差：1．若两球不能正碰，则误差较大；2．斜槽末端若不水平，则得不到准确的平抛运动而造成误差；3．O、P、M、N各点定位不准确带来了误差；4．测量和作图有偏差；5．仪器和实验操作的重复性不好，使得每次做实验时不是统一标准．【2013高考突破】1．(8分)在验证碰撞中的动量守恒的实验中，入射小球在斜槽轨道上释放点的高低对实验影响的下列说法正确的是( ) A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度测量值越精确C．释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后总动量之差越小，误差越小D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越小2．(8分)现有下列A、B、C、D四个小球，在做“验证动量守恒定律”的实验时，入射小球、被撞小球应分别选用( ) A．质量20g，直径为3.2cmB．质量22g，直径为3.0cmC．质量为40g，直径为2.0cmD．质量为4g，直径为2.0cm3．(8分)在本实验中，产生误差的主要原因是( ) A．碰撞前入射小球的速度方向，碰撞后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球的速度方向不是绝对沿水平方向B．小球在空气中飞行时受到空气阻力C．通过复写纸描得的各点，不是理想点，有一定的大小，从而带来作图上的误差D．测量长度时有误差4．(8分)做“验证碰撞中的动量守恒”实验中，称得小球的质量m1＝0.1kg，m2＝0.05kg，应选________做入射小球．斜槽末端边缘在白纸上的投影为O，碰撞前后两球多次落点的平均位置分别为P、M、N，但N点的位置模糊不清．请你根据动量守恒和图中的读数判定N点的位置应在________cm的刻度线上．【解析】根据入射球质量大于被碰球质量的实验要求，应选质量为m1的小球做入射5．(8分)(1)“验证动量守恒定律”的实验装置原来的教科书采用图甲所示的方法，经过编者修改后，现行的教科书采用图乙所示的方法．两个实验装置的区别在于：①悬挂重垂线的位置不同；②图甲中设计有一个支柱(通过调整，可使两球的球心在同一水平线上；上面的小球被碰离开后，支柱立即倒下)，图乙中没有支柱，图甲中的入射小球和被碰小球做平抛运动的抛出点分别在通过O、O′点的竖直线上，重垂线只确定了O点的位置，比较这两个实验装置，下列说法正确的是( )A．采用图甲所示的实验装置时，需要测出两小球的直径B．采用图乙所示的实验装置时，需要测出两小球的直径C．为了减小误差，采用图甲所示的实验装置时，应使斜槽末端水平部分尽量光滑D．为了减小误差，采用图乙所示的实验装置时，应使斜槽末端水平部分尽量光滑(2)在做“验证动量守恒定律”的实验中：如果采用(1)题图乙所示装置做实验，某次实验得出小球的落点情况如图丙所示，图中数据单位统一，假设碰撞动量守恒，则碰撞小球质量m1和被碰撞小球质量m2之比m1m2________.6．(12分)用如图所示的装置验证动量守恒定律．质量为m A的钢球A用细线悬挂于O点，质量为m B的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上，O点到A球球心的距离为L，使悬线在A球释放前张直，且线与竖直线的夹角为α.A球释放后摆动到与竖直线夹角β处，B球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸D.保持α角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球的落点．(1)图中s应是B球初始位置到________的水平距离．(2)为了验证两球碰撞过程动量守恒，应测得________、________、________、________、________、________、________等物理量．(3)用测得的物理量表示碰撞前后A球、B球的动量：p A＝________，p A′＝________，p B＝________，p B′＝________.7．(12分)在“验证碰撞中的动量守恒”实验中，让质量为m1的小球从斜面上某处自由滚下，与静止在斜槽末端质量为m2的小球发生对心碰撞，则(1)两小球质量的关系应满足( )A．m1＝m2B．m1>m2C．m1<m2D．没有限制(2)实验必须满足的条件是( )A．斜槽轨道末端的切线必须是水平的B．斜槽轨道必须光滑C．入射球m1每次必须从同一高度滚下D．入射球m1和被碰球m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度(3)实验中必须测量的量是( )A．小球的质量m1和m2B．小球半径R1和R2C．桌面离地的高度HD．小球起始高度E．从两球相碰到两球落地的时间F．小球m1单独滚下的水平距离G．两小球m1和m2相碰后飞出的水平距离8．(12分)某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验，先将球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平面上的记录纸上留下压痕，重复10次，再把同样大小的球b放在斜槽轨道水平端的最右端处静止，让球a仍从原来固定点由静止开始滚下，且与b球相碰，碰后两球分别落在记录纸上的不同位置，重复10次．(1)确定小球的平均落点的方法是______________________．(2)放上被碰小球，两球相碰后，小球a、b的平均落点位置依次是图中的点________和点________．(3)a、b两球在记录纸上留下的落点痕迹如图所示，其中米尺的零点与O点对齐，则撞后b球的水平射程应为________cm.(4)某同学在做该实验时，不小心把a、b球位置换了，即把质量较大的a球(质量为m a)当成了被碰球，把质量较小的b球(质量为m b)当成了入射球．结果b球单独滚下时，平均落点为C点，而b球与a球相碰后不能向前抛出，b球和a球平均落点分别为A点和B点(如图所示)．该同学测出了相关的物理量，利用这些数据也能判断碰撞中的动量守恒，判断的依据是看________和________在误差允许的范围内是否相等．9．(12分)为了验证碰撞中的动量是否守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失)，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤进行实验．①用天平测出两个小球的质量(分别为m1和m2，且m1>m2)．②按照如图所示，安装好实验装置，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端的切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端．③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置．④将小球m2放在斜槽前端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置．⑤用毫米刻度尺量出各个落点到斜槽末端点B的距离．上图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为L D、L E、L F.根据该同学的实验，回答下列问题：(1)小球m1与m2发生碰撞后，m1的落点是图中的________点，m2的落点是图中的________点；(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式________，则说明碰撞中的动量是守恒的．10．(12分)如图所示，在实验室用两端带有竖直挡板C和D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M的滑块A和B做“探究碰撞中的守恒”的实验，实验步骤如下：①把两滑块A和B紧贴在一起，在A上放质量为m的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住A和B，在A和B的固定挡板间放入一弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态；②按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当A 和B与挡板C和D碰撞同时，电子计时器自动停表，记下A至C的运动时间t1，B至D的运动时间t2；③重复几次取t1和t2的平均值．(1)在调整气垫导轨时应注意____________________；(2)应测量的数据还有______________________；(3)只要关系式________成立，即可得出碰撞中不变的量是mv的矢量和．。
【高考第一轮复习物理】实验：验证机械能守恒定律
.
(5) 选择点迹清晰，且第一、二两点间距离接近
Байду номын сангаас
2 mm 的纸带，起始点标 O ，依次确定几个计数点
1 、 2 、 3 、…
(6) 用刻度尺测量下落高度 h 1、 h2 、h 3、…，计算各计数点对应的重锤的瞬时
(7) 计算各计数点对应的势能减少量
mgh n 和动能增加量
mv
2 n
/
2
，进行比较
.
速度 .
1 、 2 两点间的距离是否接近 2 mm
便无关紧要了 .实验中的任何清晰的纸带都可以用来验证机械能是否守恒
.
二、误差分析
1. 本实验的误差主要来源于纸带数据的处理，及点与点测量的读数上的误差和各种阻力产生的误差
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还有必须先接通电源后放开纸带 .
2. 实验上重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，所以动能的增加量要小于势能的减少量
1
重点难点突破
一、注意事项
1. 实验中打点计时器的安装，两纸带限位孔必须在同一竖直线上，以减小摩擦阻力
.
2. 实验时，必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才松开纸带让重锤下落
.
3. 打点计时器必须接 50 Hz 的低压交流电源 .
4. 手提纸带上端时，注意不要晃动，可使手臂靠在某处，保证重物下落的初速度为零，并且纸带上打
G. 用秒表测出重物下落的时间；
H. 接通电源，待计时器响声稳定后释放纸带；
I. 切断电源；
J. 更换纸带，重新进行两次；
K. 在三条纸带中选出较好的一条；
L. 进行计算，得出结论，完成实验报告；
M. 拆下导线，整理器材 .
以上步骤，不必要的有
1验证机械能守恒定律(高考物理力学实验)含答案与解析
1验证机械能守恒定律（高考物理力学实验）组卷老师：莫老师一．实验题（共50小题）1．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示，水平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与一质量为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，可以测量遮光片经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．（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度b，结果如图2所示，由此读出b=mm；（2）某次实验测得倾角θ=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△E k=，系统的重力势能减少量可表示为△E p=，在误差允许的范围内，若△E k=△E p则可认为系统的机械能守恒；（用题中字母表示）（3）在上次实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的v2﹣d图象如图3所示，并测得M=m，则重力加速度g=m/s2．2．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体A、B，物体B上放一金属片C，铁架台上固定一金属圆环，圆环处在物体B的正下方。
系统静止时，金属片C与圆环间的高度为h，由此释放，系统开始运动。
当物体B穿过圆环时，金属片C被搁置在圆环上，两光电门固定在铁架台P1、P2处，通过电子计时器可测出物体B通过P1、P2这段距离的时间。
（1）若测得P1、P2之间的距离为d，物体B通过这段距离的时间为t，则物体B 刚穿过圆环后的速度v=。
（2）若物体A、B的质量均用M表示，金属片C的质量用m表示，重力加速度为g，该实验中验证了等式成立，即可验证机械能守恒定律。
（3）本实验中的测量仪器除刻度尺、光电门、电子计时器外，还需要。
3．用图甲所示的装置，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律，某次实验中，让质量为m 的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点迹，如图乙所示，O是打下的第一个点，取离O点较远的相邻的三个实际点A、B、C为计数点，已知m=0.1kg，打点计时器每隔0.02s打一个点。
无锡新领航教育特供： 【备战2013】高考物理 考前30天冲刺押题 专题11 物理实验
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无锡新领航教育特供： 【备战2013】高考物理 考前30天冲刺押题 专题11 物理实验
【2013高考考纲解读】
．单位制、中学物．研究匀变速直线运动单位制要求较低，近十年来，单独考查单位制的试题很少，主要是渗透在其他试题之中来考查。
同学们要掌握中学物理中涉及到的国际单位制的基本单位。
实验是高考必考内容之一。
常考的教材中学生实验共有19个，其中涉及测量物理量的实验有8个，涉及验证和探索实验规律的有11个。
高考热点为电阻的测量（包括电压表、电流表内阻的测量）、电源电动势与内电阻的测量等。
本部分命题重点是考查考生能否理解物理。
高考物理实验专题 验证机械能守恒定律（含答案）
高考物理专题 验证机械能守恒定律（含答案）1. 在“用DIS 研究机械能守恒定律”的实验中，用到的传感器是 传感器。
若摆锤直径的测量值大于其真实值会造成摆锤动能的测量值偏 。
（选填：“大”或“小”）。
【答案】光电门；大【解析】在实验中，摆锤的速度通过光电门进行测量，测量的速度是通过小球直径d 与挡光时间的比值进行计算，为：dv t=∆，当摆锤直径测量值大于真实值时，小球直径d 会变大，导致计算出的小球速度变大，故小球动能也会变大。
2. 如图所示，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。
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，撒手释放重物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____________。
A ．OA 、AD 和EG 的长度 B ．OC 、BC 和CD 的长度 C ．BD 、CF 和EG 的长度 C ．AC 、BD 和EG 的长度 【答案】①AB ； ②BC 。
【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A 正确；两限位孔在同一竖直面内上下对正，减小纸带和打点计时器之间的阻力，以减小误差，故B 正确；验证机械能守恒定律的原理是：21222121mv mv mgh -=，重物质量可以消去，无需精确测量出重物的质量，故C 错误；用手拉稳纸带，而不是托住重物，接通电源后，撒手释放纸带，故D 错误。
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。
2013届高考物理《高考风向标》一轮复习课件专题五实验六验证机械能守恒定律
(3)先接通电源，然后松手让重锤带着纸带自由下落． (4)重复几次，得到 3～5 条打好点的纸带． (5)在打好点的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带，在起点标 上 O，以后各点依次标上 1、2、3、4、……用刻度尺测出对应 的下落高度 h1、h2、h3、h4……
松手让重锤下落．
(3)打点计时器必须接交流电源． (4)重锤应选质量较大的，从而使重力远大于下落过程中所受 的阻力，减小实验误差．
(5)选用纸带时应尽量挑第一、二点间距离接近 2 mm 的纸带． (6)计算下落高度时，都必须从起始点算起，不能搞错．为了 减小测量 h 的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远一些， 但纸带也不宜过长，有效长度可在 60～80 cm 内． (7)因为实验要求第一个点对应重锤开始下落的时刻，这就要 尽量使该点是清晰小点，为此提起纸带的手要保持不动，待接通 电源，打点计时器正常工作后再松开纸带． (8)实验中，只要验证gh是否等于即可 v2 ，不用测重锤的质量．
(1)纸带的______(填“左”或“右”)端与重物相连． (2)根据图上所得的数据，应取图中 O 点和______点来验证 机械能守恒定律．
(3)从 O 点到所取点，重物重力势能减少量ΔEp＝_____ J． 动能增加量ΔEk＝________ J；(结果取三位有效数字)
(4)实验的结论是_________________________________．
图 S6－6
解析：(1)验证机械能守恒定律是利用自由落体运动，纸带 做匀加速运动，点间距离越来越大，所以重物在纸带的左端．
(2)从图上数据来看 B 点的瞬时速度可求，所以取OB 段来 验证机械能守恒定律．
4验证机械能守恒定律(高考物理力学实验)含答案与解析
4验证机械能守恒定律（高考物理力学实验）组卷老师：莫老师一．实验题（共50小题）1．某同学利用图示装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验．A、B是质量均为m的小物块，C是质量为M的重物，A、B间由轻弹簧相连，A、C间由轻绳相连．在物块B下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连．当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物C的速度．整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为g．实验操作如下：（1）开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零．现释放C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C的速度为v．（2）在实验中保持A，B质量不变，改变C的质量M，多次重复第（1）步．①该实验中，M和m大小关系必需满足M m（选填“小于”、“等于”或“大于”）．②为便于研究速度v与质量M的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应（选填“相同”或“不同”）．③根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出（选填“v2﹣M”、“v2﹣”或“v2﹣”）图线．④根据③问的图线知，图线在纵轴上截距为b，则弹簧的劲度系数为（用题给的已知量表示）．2．某同学用如图甲所示的装置通过研究重锤的落体运动来验证机械能守恒定律．已知重力加速度为g．①在实验所需的物理量中，需要直接测量的是，通过计算得到的是．（填写代号）A．重锤的质量B．重锤下落的高度C．重锤底部距水平地面的高度D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度②在实验得到的纸带中，我们选用如图乙所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的纸带来验证机械能守恒定律．图中A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的原始点，F点是第n个点．设相邻点间的时间间隔为T，下列表达式可以用在本实验中计算F点速度v F的是．A．v=g（nT ）B．v F=C．v F=D．v F=③若代入图乙中所测的数据，求得在差范围内等于（用已知量和图乙中测出的物理量表示），即可验证重锤下落过程中机械能守恒．即使在操作及测量无误的前提下，所求也一定会略（选填“大于”或“小于”）后者的计算值，这是实验存在系统误差的必然结果．④另一名同学利用图乙所示的纸带，分别测量出各点到起始点的距离h，并分别计算出各点的速度v，绘出v2﹣h图线，如图丙所示．从v2﹣h图线求得重锤下落的加速度g′=m/s2（保留3位有效数字）．则由上述方法可知，这名同学是通过观察v2﹣h图线是否过原点，以及判断与（用相关物理量的字母符号表示）在实验误差允许的范围内是否相等，来验证机械能是否守恒的．3．如图所示，是“验证机械能守恒定律”的实验装置图．实验中按实验图安装好实验器材，调整好仪器，接通打点计时器的电源，释放纸带，让重物自由下落，打点计时器就会在纸带上打出一系列的点，则：（1）为了完成本实验，除了图中所给出的器村外，还需要的器材有．A．天平（砝码）B．米尺C．直流电流D．弹簧秤（2）在该实验中，下列说法中正确的是．A．在安装打点计时器时，两个限位孔一定要在同一竖直线上B．在所选的纸带中．第1、2点间的距离接近2cmC．测出重物下落的高度h，利用mgh=mv2便可求出下落h时的瞬时速度D．只要数出第1个点到第n（n＞1）个点间的时间间隔，就可以用v=g（n﹣1）T求得打第n（n＞1）个点时的瞬时速度（3）在实验中产生系统误差的主要原因是由于存在（写出一种即可）．4．如图某位同学设计了一个验证机械能守恒的实验．所用器材有：质量m=0.2kg 的小球、压力传感器、半径为1.2m，内径稍大于小球直径的圆管．把圆管轨道ABC固定在竖直平面内，使小球从A点正上方某位置由静止下落，刚好能进入细圆管．实验时忽略空气阻力，g取9.8m/s2，实验结果保留三位有效数字．完成下列填空：（1）改变小球离A点的高度h，实验时发现当h1=1.5m时，小球从C点水平飞出后恰好能落到A点，用v C表示小球通过C点时的速度，则小球从A点到C点的过程中有mg（h1﹣R）mv C2（选填“大于”、“小于”、“等于”）；（2）再次改变小球离A点的高度h，实验发现当小球运动到C点时恰好静止，而小球通过最低点B时B点处的压力传感器的读数为9.8N，若用v B表示小球通过B点时的速度，则小球从B点到C点的过程中有2mgR mv B2．（3）通过（1）、（2）的实验数据，可以得出的结论是：小球与地球组成的系统机械能（选填“守恒”、“不守恒”、“无法判断”），实验（2）中小球离A 点的距离h（选填“大于”、“小于”、“等于”）h1．5．为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用DIS设计了一个实验，装置如图甲所示，图中A为电磁铁，B为光电门．有一直径为d、质量为m的金属小球通过电磁铁从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t（单位ms），当地的重力加速度为g=9.8m/s2，且小球直径d远小于A、B间的距离H．（1）用螺旋测微器测得小球的直径如图乙所示，则d=m（2）多次改变高度H，重复上述实验，作出﹣H的变化图象如图丙所示，该图线斜率的理论值k=ms﹣2•m﹣1．（保留2位有效数字）（3）实验中发现动能增加量△E k总是稍小于重力势能减少量△E P，可能的原因是（任意答出一条原因即可）．6．某同学利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，气垫导轨与水平桌面的夹角为θ，导轨底端P点有一带挡光片的滑块，滑块和挡光片的总质量为M，挡光片的宽度为b，滑块与沙桶由跨过轻质光滑定滑轮的细绳相连，导轨上Q点固定一个光电门，挡光片到光电门的距离为d．（1）实验时，该同学进行了如下操作：①开启气泵，调节细沙的质量，使滑块处于静止状态，则沙桶和细沙的总质量为；②在沙桶中再加入质量为m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△t，则滑块通过Q点的瞬时速度为；（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△E1=，沙桶和细沙的机械能减少量△E2=，在误差允许的范围内，如果△E1=△E2，则滑块、沙桶和细沙组成的系统机械能守恒．7．如图甲所示为验证机械能守恒定律的实验简图，地面以下为较松软的泥土．实验时把一质量为m的铁块举到离地面高为H的地方，让其自由下落，落入泥土中．铁块下面贴有力传感器（质量忽略不计），可测得泥土中任意深度h处铁块受到的阻力f，图乙为计算机根据所测数据绘制的拟合图象（横轴表示深度h，单位cm，纵轴表示阻力f，单位N）．分析图象数据，可得出铁块受到的阻力f与深度h的关系为（选填“f=kh2”、“f=kh3”或“f=kh4n）．某次实验中，铁块下落深度为h1时停止运动，尝试写出铁块从下落到落地前验证其机械能守恒定律的方程（比例系数k为已知）8．如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为d、质量为m的金属小球由A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H（H＞＞d），光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g．则：（1）如图乙所示，用20分度的游标卡尺测得小球的直径d=mm．（2）小球经过光电门B时的速度表达式为v=．（3）多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图象如图丙所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式：时，可判断小球下落过程中机械能守恒．（4）实验中发现动能增加量△E K总是稍（选填“大于”或“小于”）重力势能减少量△E P，增加下落高度后，则△E p﹣△E k将（选填“增加”、“减小”或“不变”）．9．（1）如图1所示，螺旋测微器的读数为cm．（2）某实验小组用如图2所示的装置验证机械能守恒定律．①实验中得到的一条纸带如图3所示，第一个打点标记为O，选择点迹清晰且便于测量的连续6个点，标为1、2…6，测出各点到O点的距离分别为d1、d2…d6．已知打点频率为f，则打点2时小车的速度为；若钩码质量为m，已知当地重力加速度为g，则验证点2与点5间重锤的机械能守恒的关系式可表示为．②已知打点频率f=50Hz，如果发现纸带上第一个和第二个打点间的距离大约是5mm，出现这种情况可能的原因是．A．重锤的质量过大B．电源电压偏大C．打点计时器没有竖直固定D．先释放纸带后接通打点计时器10．如图甲所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证重物的机械能守恒．（1）已准备的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还必须选用的器材是（填字母代号）．A．直流电源、天平及砝码B．直流电源、毫米刻度尺C．交流电源、天平及砝码D．交流电源、毫米刻度尺（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，如图乙所示．图中O点为打点起始点，选取纸带上打出的连续点A、B、C…作为计数点，测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3．为了验证此实验过程中重物的机械能是否守恒，计算出从O点到F点的过程中，重锤重力势能的减少量△E p=，动能的增加量△E k=（用题中所给字母表示）．（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，该误差是否能通过多次测量取平均值的方法来减少（填“是”或“否”）．11．像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．如图乙所示，气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．某实验小组利用如图乙所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．实验前要调整气垫导轨底座使之水平，用游标卡尺测得遮光条的宽度为d，实验时滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t（1）某同学用游标卡尺测得遮光条（图丙）的宽度d=cm（2）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门所花时间为△t=1.2×10﹣2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为（用游标卡尺的测量结果计算）m/s．（3）在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、和（用文字说明并用相应的字母表示）．（4）本实验，通过比较和在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．12．在进行“验证机械能守恒定律”实验时，（1）某同学进行了如下操作：a．用天平测出重锤的质量，按照图1所示装置安装好器材；b．将连有重物的纸带穿过限位孔，用手提住，让重物靠近打点计时器；c．求出C点的瞬时速度；d．在纸带上选取起始点O和相隔较远的点C作为验证的两个状态，测量这两个点间的距离，这就是这两个状态之间重物下落的高度；e．接通电源开关然后释放纸带，打出一条纸带；断开电源，从重物上取下纸带；f．计算上述重物重力势能的减少量、两个状态之间重物动能的增加量，比较它们的大小是否相等．以上操作的合理顺序是．（填步骤前序号）（2）实验中，已知所用电源的频率是50Hz，查得当地的重力加速度g=9.80m/s2，测得所用的重物的质量为1.00kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图2所示，该同学每两个点取一个计数点，用测得各计数点与O点之间的距离标在了图中（其中O点是纸带运动的起始点位置）．根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量为J，动能的增加量等于J（取三位有效数字）．某同学由以上数据认为重物下落过程中机械能守恒，你认为他的观点正确吗？，你判断的依据是．13．如图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、电火花打点计时器、纸带、带夹子的重锤、天平．回答下列问题：（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．毫米刻度尺B．秒表C.0～12V的可调节直流电源D.0～220V的可调节交流电源（2）用打点计时器打出一条纸带，前后要连续进行一系列的操作，你认为需要并合理的步骤是．（选出下列几点中需要的字母后按合理顺序排列）A．释放纸带B．接通电源C．取下纸带D．切断电源（3）释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是．（填“甲”、“乙”或“丙”）（4）下列所说的实验中涉及的处理方法或实验结果，其中正确的是．A．该实验中即使不用天平测重锤的质量，同样也可以验证机械能守恒定律B．该实验选取的纸带，测量发现所打的第一和第二点间的距离约1.7mm，表明打点计时器打第一点时重锤的速度不为零C．本实验中需要直接测量得到的物理量是重锤下落的高度，通过计算得到的是当地的重力加速度值和速度值D．为了计算方便，本实验中先选一条打点计时器打第一点时重锤的速度为零的清晰纸带，然后通过对纸带的测量、分析，求出当地的重力加速度的值，再代入表达式：mgh=mv2进行验证E．本实验中，实验操作非常规范，数据处理足够精确，实验结果一定是mgh略大于mv2，不可能出现mv2略大于mgh．14．在采用重锤自由下落验证“机械能守恒定律”的实验中：已知所用重物的质量为2kg；某同学打出一条纸带如图所示，图中O是打出的第一个点，A、B、C是相邻的三个计数点，已知打点计时器的电源频率为50Hz，当地重力加速度为g=9.80m/s2．根据图中数据（单位是cm）可知，OB段重力势能的减少量为△E P=J；打B点时重物的瞬时速度为v B=m/s；从O 到B过程中重物增加的动能为△E k=J；（所有结果保留两位小数），△E P △E k（填大于、等于、小于）理由是：15．现要通过实验验证机械能守恒定律．实验装置如图1所示：水平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与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t．用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点间的距离，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．用g表示重力加速度．完成下列填空和作图：（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为，动能的增加量可表示为．若在运动过程中机械能守恒，与s 的关系式为=．（2）多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑，测量相应的s与t值．如果如下表所示：以s 为横坐标，为纵坐标，在答题卡对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k=×104 m﹣1•s﹣2（保留3位有效数字）．16．在“验证机械能守恒定律”的实验中，小明同学利用传感器设计实验：如图甲所示，将质量为m 、直径为d 的金属小球在一定高度h 由静止释放，小球正下方固定一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外线的时间t ，改变小球下落高度h ，进行多次重复实验．此方案验证机械能守恒定律方便快捷．（1）用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球的直径d= ；（2）为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，应作下列哪一个图象A ．h ﹣t 图象B ．h ﹣图象 C ．h ﹣t 2图象 D ．h ﹣图象（3）经正确的实验操作，小明发现小球动能增加量mv 2总是稍小于重力势能减少量mgh ，你认为增加释放高度h 后，两者的差值会 （填“增大”、“缩小”或“不变”）．17．用如图甲所示的装置可验证机械能守恒定律．装置的主体是一个有刻度尺的立柱，其上装有可移动的铁夹A 和光电门B ．主要实验步骤如下：①用游标卡尺测量小球的直径d ，如图乙所示；②用细线将小球悬挂于铁架台上，小球处于静止状态；③移动光电门B 使之正对小球，固定光电门；④在铁夹A 上固定一指针（可记录小球释放点的位置）；⑤把小球拉到偏离竖直方向一定的角度后由静止释放，读出小球释放点到最低点的高度差h和小球通过光电门的时间t；⑥改变小球释放点的位置，重复步骤④⑤．回答下列问题：（1）由图乙可知，小球的直径d=mm；（2）测得小球摆动过程中的最大速度为（用所测物理量的字母表示）；（3）以h为纵轴，以为横轴，若得到一条过原点的直线，即可验证小球在摆动过程中机械能守恒．（4）小球从释放点运动到最低点的过程中，不考虑细线形变的影响，小球减小的重力势能大于增加的动能的原因是．18．某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象．（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的△t1=△t2，说明气垫导轨已经水平．（2）用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d=mm．（3）滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，测出△t1、△t2、d、滑块质量M和两光电门间距离L，即可验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒．（4）若上述物理量间满足关系式，则表明在上述过程中，滑块和砝码组成的系统机械能守恒．19．用如图1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．图2给出的是实验中获取的一条纸带；0是打下的第一个点，每相邻两个计数点点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图2所示．已知两个物体m1=100g、m2=300g，则（g=9.8m/s2）（1）在纸带上打下计数点5时的速度v=m/s；（2）在打点0﹣5过程中系统动能的增加量△E k=J，系统重力势能的减少量△E p=J，由此得出的结论是；（结果保留三位有效数字）（3）若某同学作出﹣h图象如图3所示，则根据图象求得的重力加速度g= m/s2．20．用如图1所示装置验证机械能守恒定律时，（1）该实验中必需使用到的仪器是A．天平B．秒表C．毫米刻度尺D．弹簧测力计（2）下列做法正确的有A．图甲中两限位孔必须在同一竖直线上B．实验前，应用夹子夹住纸带上端，使纸带保持竖直C．实验时，先放手松开纸带再接通打点计时器电源D．实验所用的电火花打点计时器应接到220直流电源上E．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置（3）实验中，要从打出来的几条纸带中选择第1、2个点的间距接近2mm、并且点迹清晰的纸带来进行测量和数据处理．几个同学在利用毫米刻度尺测量第1、2个点的间距时，测量结果分别记录如下，你认为哪一个符合测量读数的规则？A．1.900mm B．1.90mm C．1.9mm D．2mm （4）实验中得到一条符合要求的点迹清晰的纸带，如图2所示．把第一个点记作O，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E．经测量得：=19.00cm，=8.36cm，=9.98cm．当地重力加速度g=9.8m/s2，实验所用电源的频率为50Hz，若重物的质量为100g．根据以上数据，可得重物由O点运动到C点的过程中，重力势能的减少量为J，动能的增加量为J．（结果均保留两位有效数字）21．利用甲图实验装置探究重锤下落过程中重力势能与动能的转化问题．（1）图乙为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一点．分别测出若干连续点M、N、P…与O点之间的距离h n﹣1、h n、h n+1…．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，可得重锤下落到N点时的速度大小为．（2）取打下O点时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能E k和重力势能E p建立坐标系．横轴表示h，纵轴表示E k和E p，根据以上数据在图丙中绘出重力势能E p随高度h变化的图线Ⅰ和动能E k随高度h变化的图线Ⅱ．已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1和图线Ⅱ的斜率k2，k1表示，物块下落过程中所受阻力为（用k1和k2表示）．22．某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律．（1）某同学用20分度游标卡尺测量小球的直径，读数如图甲所示，小球直径为cm．图乙所示弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门A、B，计时装置测出小球通过A、B的时间分别为2.55ms、5.15ms，由此可知小球通过光电门A、B时的速度分别为v A、v B，其中v A=m/s．（2）用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，已知当地的重力加速度为g，只需比较是否相等，就可以验证机械能是否守恒（用题目中涉及的物理量符号表示）．（3）通过多次的实验发现，小球通过光电门A的时间越短，（2）中要验证的两数值差越大，试分析实验中产生误差的主要原因是．23．某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连：弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图1所示．向左推小球，使弹黄压缩一段距离后由静止释放：小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．回答下列问题：（1）本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能E p与小球抛出时的动能E k相等．已知重力加速度大小为g．为求得E k，至少需要测量下列物理量中的（填正确答案标号）．A．小球的质量m B．小球抛出点到落地点的水平距离s C．桌面到地面的高度h D．弹簧的压缩量△xE．弹簧原长l0（2）用所选取的测量量和已知量表示E k，得E k=．（3）图2中的直线是实验测量得到的s﹣△x图线．从理论上可推出，如果h不变．m增加，s﹣△x图线的斜率会（填“增大”、“减小”或“不变”）：如果m不变，h增加，s﹣△x图线的斜率会（填“增大”、“减小”或“不变”）．由图2中给出的直线关系和E k的表达式可知，E p与△x的次方成正比．24．（1）在利用打点计时器和重锤做“验证机械能守恒定律”得实验时，以下说法正确得是A．应选用质量较大得重锤，使重锤和纸带所受得重力远大于它们所受得阻力B．重锤得质量必须测出才能完成验证实验C．处理数据时必须挑选第一、二两点间距离接近2mm得纸带才能完成实验D．处理数据时可以避开纸带上初始得密集的几点，选择后面合适的两点进行测算与验证（2）在验证机械能守恒定律的实验中若重物质量为0.50kg，选择好的纸带如图，已知相邻两点时间间隔为0.02s（OA之间还有一些点未画出），长度单位是cm，g取9.8m/s2．则打点计时器打下点B时，重物的速度v B=m/s；从起点O 到打下点B的过程中，重物重力势能的减小量△E P=J，动能的增加量△E K=J．（结果保留三位有效数字）。
高考物理《实验：验证机械能守恒定律》真题练习含答案
高考物理《实验：验证机械能守恒定律》真题练习含答案1.利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验．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动能变化量与势能变化量．(1)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带．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 ＝________．(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________．A ．利用公式v ＝gt 计算重物速度B ．利用公式v ＝2gh 计算重物速度C ．空气阻力和摩擦力的影响D ．没有采用多次实验取平均值的方法(3)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v 2h 图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，图像斜率满足k ＝________，则重物下落过程中机械能守恒．答案：(1)mgh B m （h C －h A ）28T 2(2)C (3)2g 解析：(1)从打O 点到打B 点的过程中，重物的重力势能减少量ΔE p ＝mgh B .B 点的速度v B ＝hC －h A 2T ，则动能的增加量为ΔE k ＝12 m v 2B ＝m （h C －h A ）28T 2. (2)验证性实验中若重物的速度采用选项A 、B 的方法计算得出，则会出现重力势能的减少量等于动能的增加量，A 、B 错误；由于纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能会大于动能的增加量，C 正确；多次实验取平均值的方法可以减小偶然误差，对系统误差没有效果，D 错误．(3)若机械能守恒，则有mgh ＝12m v 2，可得v 2＝2gh ，则此时v 2 h 图像是过原点的一条直线，图像的斜率为2g .2．[2024·海南省天一大联考]某同学利用频闪照相机和气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验，实验装置如图1所示．实验的主要步骤如下：A.用天平测出滑块的质量m ＝0.2 kg ；B ．将安装有刻度尺的气垫导轨调整到倾角θ＝24°的倾斜状态(sin 24°＝0.4)；C ．将滑块从导轨的顶端由静止释放，使用频闪照相机对滑块进行拍摄，频闪照相机每隔T ＝0.05 s 拍摄一次．某次拍摄后得到的照片如图2所示，该同学在实验中测得影像间对应的实际距离分别为s 1＝2.42 cm ，s 2＝3.41 cm ，s 3＝4.37 cm ，s 4＝5.34 cm.已知当地的重力加速度g ＝9.8 m/s 2.结合以上实验数据，完成下列填空：(计算结果均保留三位有效数字)(1)滑块在位置B 时的速度大小为________ m/s.(2)滑块由B 运动至D ，重力势能的减小量为________ J ，动能的增加量为________ J ，在误差允许的范围内，认为滑块下滑过程机械能守恒．(3)写出两条产生误差的可能原因：①____________________；②____________________．答案：(1)0.583 (2)6.10×10－2 6.03×10－2 (3)空气阻力的作用 读取数据时产生读数误差解析：(1)滑块做匀变速运动，在位置B 时有v B ＝（s 1＋s 2）2T，代入数据得v B ＝0.583 m/s. (2)滑块由B 运动至D ，重力势能的减少量ΔE p ＝mg (s 3＋s 2)·sin 24°＝6.10×10－2 J ，滑块在D 点的速度大小v D ＝（s 3＋s 4）2T ，解得v D ＝0.971 m/s ，动能的增加量ΔE k ＝12m (v 2D －v 2B )，解得ΔE k ＝6.03×10－2 J.(3)滑块在下滑过程中受空气阻力作用，产生误差或读取刻度尺上滑块对应位置距离时产生读数误差．3．[2024·江西省南昌市期中考试]用如图甲所示的实验装置验证质量分别为m 1、m 2的物体A 、B 组成的系统机械能守恒．物体B 从高处由静止开始下落，物体A 上拖着的纸带打出一系列的点，如图乙所示是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点未画出，计数点间的距离如图所示．已知m 1＝50 g ，m 2＝150 g ．(打点计时器打点周期为0.02 s ，g 取9.8 m/s 2)(1)在打0～5点的过程中系统动能的增加量ΔE k ＝________ J(保留三位有效数字)，系统重力势能的减少量ΔE p ＝________ J ，(保留三位有效数字)由此得出的结论是在误差允许范围内，A 、B 组成的系统机械能守恒．(2)若某同学作出12v 2h 图像如图丙所示，则实验测出当地的重力加速度g ＝________ m/s 2.(保留三位有效数字)答案：(1)0.576 0.600 (2)9.70解析：(1)打点计时器打点周期为0.02 s ，每相邻两计数点间还有4个点未画出，则相邻计数点间的时间间隔为T ＝5×0.02 s ＝0.1 s ，由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得，打下点5时，速度大小为v 5＝x 462T ＝（21.60＋26.40）×10－22×0.1 m/s ＝2.40 m/s ，系统动能的增加量ΔE k ＝12(m 1＋m 2)v 25 ＝0.576 J ，系统重力势能的减少量ΔE p ＝(m 2－m 1)gh 5＝0.600 J.(2)系统机械能守恒，由机械能守恒定律得(m 2－m 1)gh ＝12 (m 1＋m 2)v 2，解得12v 2＝（m 2－m 1）g （m 1＋m 2） h ，结合12 v 2h 图像有（m 2－m 1）g （m 1＋m 2）＝5.821.20 ，解得g ＝9.70 m/s 2.。
高中物理复习实验知识点专题讲解7---验证机械能守恒定律 含答案
高中物理复习实验知识点专题讲解验证机械能守恒定律知识创新型实验。
例如设计型、开放型、探讨型实验等都有不同程度的创新，比如利用所学知识设计出很多测量重力加速度的实验方案。
其中，力学设计性实验在近年高考中有加强的趋势，应引起高度重视。
【实验目的】验证机械能守恒定律【实验原理】在只有重力作用的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总机械能守恒。
方法（1）：若某一时刻物体下落的瞬时速度为v，下落高度为h，则应有：，借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能是否守恒，实验装置如图7-1：方法（2）：任意找两点A、B，分别测出两点的速度大小v A、v B以及两点之间的距离d。
若物体的机械能守恒，应有。
测定第n 点的瞬时速度的方法是：测出第n 点的相邻前、后两段相等时间T 内下落的距离S n 和S n+1，由公式，或由算出。
【实验器材】铁架台（带铁夹）；打点计时器；重锤（带纸带夹子）；纸带数条；复写纸片；导线；毫米刻度尺。
除了上述器材外，还必须有 。
【实验步骤】1、按图把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。
2、把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。
2、 接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。
3、 重复几次，得到3～5条打好点的纸带。
4、 在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm ，且点迹清晰的一条纸带，在起始点标上0，以后各依次标1，2，3，……用刻度尺测出对应下落高度h 1、h 2、h 3、……。
5、 应用公式112n n n h h v T+--=计算各点对应的即时速度v 1、v 2、v 3、……。
6、 计算各点对应的势能减少量mgh 。
和动能的增加量，进行比较。
【注意事项】1、打点计时器安装时，必须使两纸带限拉孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。
2、实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源、让打点计时器工作正常后才松开纸带让重锤下落，以保证第一个点是一个清晰的小点。
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【备战2013】高考物理 考前30天冲刺押题系列实验05 验证机
械能守恒定律
【实验原理】
1．在只有重力做功的条件下，物体的重力势能和动能可以相互转化，但总的机械能守恒。
2．物体做自由落体运动，设物体的质量为m ，下落h 高度时的速度为v ，则势能的减少
量为mgh ，动能的增加量为212mv 。
如果212mgh mv =即
2
1
2gh v =，就验证了机械能守恒定律。
3．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间的平均速度
2t t v v =。
计算打第n 个点瞬时速度的方法是：测出第n 个点的相
邻前后两段相等时间T 内下落的距离
n x 和1n x +，由公式
12n n n x x v T ++=
或11
2n n n h h
v T +-+=算出，如图所示。
【实验步骤】
1．将实验装置按要求装好（如图），将纸带固定在重物上，
让纸带穿过电火花计时器。
2．先用手提起纸带，使重物静止在靠近计时器的地方。
3．接通电源，松开纸带，让重物自由下落，这样计数器就在纸带上打下一系列点。
4．重复以上步骤，多做几次。
5．从已打出的纸带中，选出第一、二点间的距离接近 2 mm 并且点迹清晰的纸带进行测量。
6．在挑选的纸带上，记下第一点的位置O ，并在纸带上从任意点开始依次选取几个点1、2、3、4、.…并量出各点到位置O 的距离，这些距离就是物体运动到点1、2、3、4、…时下落的高度
1234h h h h 、、、、
7．利用公式
12
2v v v +=
中分别求出物体在打下点2、3、4、…时瞬时速度
1234v v v v 、、、、
8．把得到的数据填入表格，算出重物运动到点2、3、4、…减少的重力势能
234mgh mgh mgh 、、、再算出物体运动到点2、3、4、…增加的动能
222234111222mv mv mv 、、、，根据机械能守恒定律比较2212mv 与2mgh ，2
312mv 与3mgh ，2
41
2mv 与
4mgh …，结果是否一致。
【数据处理】
1．纸带的选取：选用纸带时应尽量挑选第1点点迹清晰且1、2两点之间距离接近2 mm 的纸带，这样一条纸带记录的运动才接近自由落体运动。
2．纸带的处理：在第1点上标出O ，并从稍靠后的某一点开始，依次标出1、2、3、4…
并量出各点到位置O 点的距离1234h h h h 、、、、再利用公式
11
2n n n h h v T +--=
计算出各点
对应的瞬时速度
1234v v v v 、、、、计算各点对应的重力势能的减少量n mgh 和动能的增
加量2
1
2n mv ，并进行比较看是否相等。
也可以22v 为纵轴，以h 为横轴，根据实验数据绘出2
2v h -图象，若图象是过原点的直
线，则可验证机械能守恒定律，其斜率等于g 。
数据处理的另一思路：选取点迹清晰的一条纸带，如图，选取B 、M 两个位置作为过程
的开始和终结位置，量出BM 之间距离
BM h ，求出B 点速度
12B x v t =
∆，M 点速度2
2M x
v t =∆，
比较重力势能的减少BM mgh 与动能的增加22
11
22M B mv mv -是否相等，从而验证机械能是
否守恒。
【误差分析】
1．实际上重物和纸带下落过程中要克服阻力（主要是打点计时器的阻力）做功，故动能的增加量必定稍小于势能的减少量，这是属于系统误差，减少空气阻力影响产生的方法是：使纸带下挂的重物重力大些，且体积要小。
2．打点计时器产生的误差：
（1）由于交流电周期的变化，引起打点时间间隔变化而产生误差；
（2）计数点选择不好；振动片振动不均匀；纸带放置方法不正确引起摩擦，造成实验误差；。