驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律習(xí)題含答案

1、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律習(xí)題（含答案）1在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，要驗(yàn)證的是重物重力勢能的減少等于它動能的增加，以下步驟僅是實(shí)驗(yàn)中的一部分，在這些步驟中多余的或錯誤的有()A用天平稱出重物的質(zhì)量B把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定到鐵架臺上，并用導(dǎo)線把它和低壓交流電源連接起來C把紙帶的一端固定到重物上，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，把重物提升到一定高度D接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后釋放紙帶E用秒表測出重物下落的時(shí)間解析：在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，需驗(yàn)證重力勢能減少量mgh和動能增加量mv2之間的大小關(guān)系，若機(jī)械能守恒，則有mghmv2成立，兩邊都有質(zhì)量，可約去，即驗(yàn)證ghv2成立即可，故無需測質(zhì)量，A選項(xiàng)多

2、余對E選項(xiàng)，測速度時(shí)，用的是紙帶上的記錄點(diǎn)間的距離和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔，無需用秒表測量，因此E選項(xiàng)也多余答案：AE2(安徽高考)利用圖示裝置進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h.某班同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，設(shè)計(jì)了以下四種測量方案：a用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時(shí)間t，通過vgt計(jì)算出瞬時(shí)速度v.b用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v計(jì)算出瞬時(shí)速度v.c根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測算出瞬時(shí)速度v，并通過h計(jì)算出高度h.d用刻度尺測出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運(yùn)

3、動時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測算出瞬時(shí)速度v.以上方案中只有一種正確，正確的是_(填入相應(yīng)的字母)解析：重物下落過程中，由于紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻礙作用，其加速度要小于重力加速度g，故不可用a、b、c方案中的公式來求解答案：d3某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律頻閃儀每隔0.05 s閃光一次，圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實(shí)際距離，該同學(xué)通過計(jì)算得到不同時(shí)刻的速度如下表(當(dāng)?shù)刂亓铀俣热?.8 m/s2，小球質(zhì)量m0.2 kg，計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)：時(shí)刻t2t3t4t5速度( m/s)4.994.483.98(1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計(jì)算t5時(shí)刻小球的速度v5

4、_ m/s；(2)從t2到t5時(shí)間內(nèi)，重力勢能增量Ep_ J，動能減少量Ek_ J；(3)在誤差允許的范圍內(nèi)，若Ep與Ek近似相等，從而驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律由上述計(jì)算得Ep_Ek(選填“>”、“<”或“”)，造成這種結(jié)果的主要原因是_.解析：(1)t5時(shí)刻小球的速度v5×102 m/s3.48 m/s；(2)從t2到t5時(shí)間內(nèi)，重力勢能增量Epmgh250.2×9.8×(23.6821.1618.66)×102 J1.24 J，動能減少量Ekmvmv1.28 J；(3)Ep<Ek，造成這種結(jié)果的主要原因是存在空氣阻力答案：(1)3.48

5、(2)1.24；1.28(3)<；存在空氣阻力4.如圖所示，兩個質(zhì)量各為m1和m2的小物塊A和B，分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端，已知m1m2.現(xiàn)要利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律(1)若選定物塊A從靜止開始下落的過程進(jìn)行測量，則需要測量的物理量有_(在橫線上填入選項(xiàng)前的編號)物塊的質(zhì)量m1、m2物塊A下落的距離及下落這段距離所用的時(shí)間物塊B上升的距離及上升這段距離所用的時(shí)間繩子的長度(2)為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，某小組同學(xué)對此實(shí)驗(yàn)提出以下建議：繩的質(zhì)量要輕在“輕質(zhì)繩”的前提下，繩子越長越好盡量保證物塊只沿豎直方向運(yùn)動，不要搖晃兩個物塊的質(zhì)量之差要盡可能小以上建議中確實(shí)對提高準(zhǔn)確程度有作

6、用的是_(在橫線上填入選項(xiàng)前的編號)(3)寫出一條上面沒有提到的對提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議：_ _.解析：(1)通過連接在一起的A、B兩物體驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，即驗(yàn)證系統(tǒng)的勢能變化與動能變化是否相等，A、B連接在一起，A下降的距離一定等于B上升的距離；A、B的速度大小總是相等的，故、只測其中之一即可，不需要測量繩子的長度(2)如果繩子質(zhì)量不能忽略，則A、B組成的系統(tǒng)勢能將有一部分轉(zhuǎn)化為繩子的動能，從而為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律帶來誤差；若物塊搖擺，則兩物塊的速度有差別，為計(jì)算系統(tǒng)的動能帶來誤差；兩物塊質(zhì)量相差較小時(shí)，摩擦等阻力做功占兩物塊的機(jī)械能的比例增大，誤差增大，故無需減小兩物塊的質(zhì)量差答

7、案：(1)或(2)(3)例如：“對同一高度進(jìn)行多次測量取平均值”；“選取受力后相對伸長盡量小的繩”；等等5如圖所示，是用落體法“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，請回答下列問題：(1)從下列器材中選出實(shí)驗(yàn)所必需的，其編號為_A打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶)；B.重錘；C天平；D.毫米刻度尺；E.秒表(2)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦阻力，使重錘獲得的動能往往_它所減小的重力勢能(填“大于”、“小于”或“等于”)(3)如果以v2/2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出v2/2h圖線是一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，該直線的斜率是_解析：(1)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，只需驗(yàn)證v2與gh近似

8、相等，故無需測量重錘質(zhì)量，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以測量重錘下落高度即下落的時(shí)間，故無需秒表，故正確的為A、B、D.(2)由于重錘下落過程中有部分重力勢能轉(zhuǎn)化為克服摩擦力做功而產(chǎn)生的熱，故重錘獲得的動能稍小于減小的重力勢能(3)由v2gh可知，以v2為縱軸，h為橫軸，所繪圖線的斜率為重力加速度g.答案：(1)ABD(2)小于(3)重力加速度6. 如圖所示是“用DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，完成下列有關(guān)問題：(1)本實(shí)驗(yàn)中，采用的傳感器是_(填寫傳感器名)(2)本實(shí)驗(yàn)中，先選取零勢能面再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則零勢能面位置的選取對驗(yàn)證擺錘動能與重力勢能之和為常數(shù)_影響(選填“有”或“無”)(3)每次都

9、準(zhǔn)確從同一位置靜止釋放擺錘，改變傳感器安裝的高度，以同一零勢能面測得四個不同位置的重力勢能和動能的數(shù)據(jù).動能(102J)重力勢能(102J)機(jī)械能(102J)0.007.507.502.465.007.464.912.507.417.340.007.34分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，動能與勢能之和(機(jī)械能)隨測量位置的不同而不斷減小，其可能的原因是：_.解析：(1)利用光電門可測量擋光時(shí)間，再測量擺錘的直徑，即可求出擺錘的速度(2)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，可以通過比較重力勢能的減少量與動能的增加量是否相等來判斷機(jī)械能是否守恒，故與零勢能面的選取無關(guān)(3)由于擺錘運(yùn)動過程中受到阻力，阻力做負(fù)功，使擺錘的機(jī)

10、械能減小答案：(1)光電門(2)無(3)擺錘在擺動過程中存在一定的阻力7在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，所用電源的頻率為50 Hz，某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測量時(shí)，各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖所示(圖中O點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的開始下落的第1個點(diǎn)，A、B、C、D、E、F分別是每打兩個點(diǎn)取出的計(jì)數(shù)點(diǎn))根據(jù)紙帶計(jì)算：(1)重錘下落到打B點(diǎn)、E點(diǎn)時(shí)的速度；(2)若重錘的質(zhì)量為m kg，則重錘從開始下落到打B點(diǎn)時(shí)，減少的重力勢能是多少？重錘增加的動能為多少？(3)若重錘質(zhì)量為m kg，求重錘下落BE高度的過程中重力勢能減少多少？重錘的動能增加多少？(當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.8 m/s2)解：(

11、1)xAB195.0 mm125.0 mm70.0 mm0.070 0 mxBC280.5 mm195.0 mm85.5 mm0.085 5 mxDE498.0 mm381.5 mm116.5 mm0.116 5 mxEF630.0 mm498.0 mm132.0 mm0.132 0 mvB(xABxBC)/2T(0.070 00.085 5)/(2×0.04) m/s1.944 m/svE(xDExEF)/2T(0.116 50.132 0)/(2×0.04) m/s3.106 m/s.(2)重錘從開始下落到打B點(diǎn)時(shí)：減少的重力勢能為Ep減mgxBO9.8×0.

12、195m1.91m(J)增加的動能為：Ek增mvm×(1.944)21.89m(J)(3)重錘下落BE高度時(shí)減少的重力勢能為Ep減mgxEB9.8×(0.498 00.195 0)m2.969m(J)增加的動能：Ek增mvmvm×(3.106)2m×(1.944)22.934m(J)8(2011海南高考)現(xiàn)要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過

13、光電門時(shí)的擋光時(shí)間t.用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌底端C點(diǎn)的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A、B兩點(diǎn)間的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度用g表示重力加速度完成下列填空和作圖：(1)若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放，則在滑塊從A運(yùn)動至B的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為_，動能的增加量可表示為_ _若在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒，與s的關(guān)系式為_.(2)多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點(diǎn)(A點(diǎn))下滑，測量相應(yīng)的s與t值如果如下表乙所示：12345s(m)0.6000.8001.0001.2001.400t(ms)8.227.176.445.855.431/t2(104s2)1.481.952.412.923.39乙以s為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在答題卡對應(yīng)圖丙位置的坐標(biāo)紙中描出第1和第5個數(shù)據(jù)點(diǎn)；根據(jù)5個數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線，求得該直線的斜率k_×104 m1·s2(保留3位有效數(shù)字)由測得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計(jì)算出s直線的斜率k0，將k和k0進(jìn)行比較，若其差值在實(shí)驗(yàn)允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律解析：(1)滑塊的重力勢能減小Mg·s·，砝碼的