高中物理人教版（2019）必修二8.5实验：机械能守恒定律-在线组卷

1. 在“验证机械能守恒定律”实验中，

（1）下图是部分实验器材，需在图中选用的器材是
（2）实验中需要直接测量的物理量是____（填字母）．

A . 重力加速度 B . 重物下落的高度 C . 重物下落的瞬时速度
（3）某同学的实验结果显示重物的动能变化量略大于重力势能变化量，出现这一问题的原因可能是____（填字母）

A . 重物的质量测量错误 B . 纸带的数据测量错误 C . 交流电源的频率小于 $\text{[math]}$ D . 重物下落时受到的阻力过大

2. 在“利用自由落体运动”来验证机械能守恒定律的实验中，

（1）从下列器材中选出实验所必需的，其编号为_________

A . 打点计时器(包括纸带) B . 重物 C . 天平 D . 毫米刻度尺 E . 秒表 F . 运动小车
（2）实验中由于系统误差的原因,会使重物获得的动能往往它所减少的重力势能。( 填“大于”、“等于”或“小于”)
（3）如果以 $\text{[math]}$ 为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的 $\text{[math]}$ 图线是,该线的斜率等于。

3. (2020高一下·仙桃期末) 用如图甲所示，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定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示。已知 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，则：（g取10m/s² ，结果保留两位有效数字）

（1）在纸带上打下计数点5时的速度 $\text{[math]}$ m/s；
（2）在打点0~5过程中系统动能的增加量 $\text{[math]}$ J，系统势能的减少量 $\text{[math]}$ J，由此得出的结论是：；
（3）若某同学作出的 $\text{[math]}$ －h图象如图丙所示，则当地的实际重力加速度 $\text{[math]}$ m/s²。

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4. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示．

（1）实验步骤：
①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，将导轨调至水平．

②用游标卡尺测量挡光条的宽度l＝9.30 mm.

③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离x＝cm.

④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2.

⑤从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间Δt₁和Δt₂.

⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量m₀ ，再称出托盘和砝码的总质量m.
（2）用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式：
①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v₁＝和v₂＝．

②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为E_k1＝和E_k2＝．

③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量ΔE_p＝(重力加速度为g)．
（3）如果ΔE_p＝，则可认为验证了机械能守恒定律．

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5. (2020高一下·揭阳期末) 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．

$\text{[math]}$ 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

$\text{[math]}$ 某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz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

D、AC、BD和EG的长度

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6. 小华利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。

（1）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）
（2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图所示的一条纸带。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，重物的质量为m，从打Ｏ点打B点的过程中，重物的重力势能减少量 $\text{[math]}$ =，动能增加量 $\text{[math]}$ =；
（3）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，可能的原因是。

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7. (2020高一下·怀仁期中) 利用如图装置做“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____________。

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）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，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，测得它们到起始点 $\text{[math]}$ 的距离分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。已知当地重力加速度为 $\text{[math]}$ ，打点计时器打点的周期为 $\text{[math]}$ 。设重物的质量为 $\text{[math]}$ 。从打 $\text{[math]}$ 点到打 $\text{[math]}$ 点的过程中，重物的重力势能变化量 $\text{[math]}$ ，动能变化量 $\text{[math]}$ 。
（4）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 $\text{[math]}$ 计算重物速度 B . 利用公式 $\text{[math]}$ 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
（5）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 $\text{[math]}$ 的距离 $\text{[math]}$ ，计算对应计数点的重物速度 $\text{[math]}$ ，描绘 $\text{[math]}$ 图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学的判断是否正确。

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8. 利用如图所示的装置可验证机械能守恒定律：用轻质细绳的一端与一个质量为m（已知）的小球相连，另一端系在力传感器的挂钩上，整个装置位于竖直面内，将细绳拉离竖直方向一定角度，将小球由静止释放，与传感器相连的计算机记录的绳的拉力F随时间t变化的图线如图所示，读出图中A点的值为F₁ ，图中B点的值为F₂。

（1）要利用小球从A到B的运动过程验证机械能守恒定律只需要再测量一个量的数值，这个量是；
（2）小球从A到B的过程中，重力势能改变量的大小为；动能改变量的大小为（请用“F₁”、“F₂”、重力加速度g及第（1）问中需要再测量的那个量的符号表示）。

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9. “验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行．

（1）比较这两种方案，（选填A．“甲”或B．“乙”）方案好些．
（2）如图是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图所示，已知每两个计数点之间的时间间隔T＝0.1 s，物体运动的加速度a＝ m/s²；该纸带是（选填A．“甲”或B．“乙”）实验方案得到的．
（3）如图是采用甲方案得到的一条纸带，在计算图中N点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中正确的是_____

A . v_N＝gnT B . v_N＝ $\text{[math]}$ C . v_N＝ $\text{[math]}$ D . v_N＝g(n－1)T

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10. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，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点处由静止开始运动｡

（1）滑块通过B点的瞬时速度可表示为；
（2）某次实验测得倾角 $\text{[math]}$ ，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时，小球和带遮光片的滑块组成的系统动能增加量可表示为 $\text{[math]}$ ，系统的重力势能减少量可表示为 $\text{[math]}$ ，在误差允许的范围内，若 $\text{[math]}$ 则可认为系统的机械能守恒。

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11. 某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz、30 Hz和40 Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示．

该同学在实验中没有记录交流电的频率 $\text{[math]}$ ，需要用实验数据和其他条件进行推算．

（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用 $\text{[math]}$ 和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为，打出C点时重物下落的速度大小为，重物下落的加速度的大小为.
（2）已测得 $\text{[math]}$ =8.89cm， $\text{[math]}$ =9.5.cm， $\text{[math]}$ =10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/ $\text{[math]}$ ，试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%．由此推算出 $\text{[math]}$ 为 Hz．

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12. (2023高一下·楚雄期末) 如图所示装置可用来验证机械能守恒定律。长度为L的轻绳一端固定在O点，另一端系一摆锤A，在A上放一个小铁片。现将摆锤拉起，使绳偏离竖直方向 $\text{[math]}$ 角，由静止开始释放摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直挡板P阻挡而停止运动，这时铁片将做平抛运动而飞离摆锤，用刻度尺量出铁片的水平位移为x，下落高度为H。

（1）要验证摆锤在运动中机械能守恒，必须求出摆锤初始位置离最低点的高度，其高度应为，同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。

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小学

初中

高中

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副标题：

*注意事项：

高中物理人教版（2019）必修二8.5实验：机械能守恒定律

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