2024-2025高中物理人教版必修专题8.5实验 验证机械能守恒定律 同步练习(原卷版).docxVIP

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8.5实验验证机械能守恒定律同步练习

一、实验题

1．（2023·福建·泉州市教科所高一期末）某实验小组用如图所示装置验证机械能守恒定律。

（1）实验完毕后选出一条纸带如图所示，其中点为重锤刚释放时打点计时器打下的第一个点，、、为三个计数点，电源频率为。用刻度尺测得，，，在计数点和、和之间还各有一个点，重物的质量为，取。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到点时重物的重力势能比开始下落时减少了__________；此时重物的动能比开始下落时增加了__________。（结果均保留三位有效数字）

（2）乙同学又选取了多个计数点，并测出了各个计数点到第一个点的距离，算出各个计数点对应的速度，以为横坐标，以为纵坐标，画出的图线应该是下列图中的__________。

A．B．C．D．

2．（2023·广东潮州·高一期末）某实验小组利用甲图所示的实验装置验证机械能守恒定律。（g取9.80m/s）

（1）关于本实验，下列说法正确的是（______）

A．必须要称出重物的质量

B．打点计时器应接直流电源

C．应先接通电源，后释放重物

D．需使用秒表测出重物下落的时间

（2）选出一条清晰的纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，某同学在实验过程中每隔一个点取一个计数点，图中A、B、C为三个计数点，打点计时器通以频率为50Hz的交变电流。用刻度尺测得OA=12.48cm，OB=19.50cm，OC=28.08cm，重物的质量为1.00kg，取重力加速度g=9.8m/s2。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了_______J；此时重物的动能比开始下落时增加了________J。（结果均保留三位有效数字）

3．（2024·河北保定·高三期末）学校物理兴趣小组验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示，电火花计时器打点的周期。

（1）实验中，电火花计时器接的是______（选填“6V”或“220V”）的交流电源；

（2）下列操作中，有利于减小实验误差的是______；

A．两限位孔在同一竖直线上

B．先释放纸带，后接通电源

C．精确测量重锤的质量

（3）实验中得到的一条纸带如图乙所示，O为打出的第一个点，A、B、C、D、E为依次打下的点，根据纸带上的数据，电火花计时器打D点时重锤的速度大小为______，重锤下落的加速度大小为______。（结果均保留三位有效数字）

（4）张同学根据如图乙所示的纸带算出了电火花计时器打某点时重锤的瞬时速度，测出O点与该点的距离h，以h为横坐标、为纵坐标建立坐标系，作出图像，从而验证机械能守恒定律。若所有操作均正确，重力加速度大小为g，则在误差允许的范围内，图线的“斜率”为______；

（5）王同学根据打出的另一条纸带，发现重锤重力势能的减少量小于其动能的增加量，他认为这是空气阻力造成的。王同学的观点______（选填“正确”或“错误”），其原因是______。

4．（2024·河北张家口·高三期末）某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置验证系统机械能守恒定律，当地的重力加速度g=9.80m/s2，操作步骤如下：

①用天平测量物块a的质量m1和物块b的质量m2；

②把打点计时器、定滑轮固定在铁架台上，跨过定滑轮的轻质细线连接物块a和物块b；

③把固定在物块a上的纸带穿过打点计时器的限位孔，让物块a靠近打点计时器，先_________，再_________；

④实验过程中打出的一条纸带如图乙所示；

⑤更换物块重复实验。

（1）请把步骤③补充完整；

（2）所用交变电源的频率为50Hz，测得计数点O、A、B、C、D、E、F相邻两点间的距离分别为x1=6.00cm、x2=8.39cm、x3=10.81cm、x4=13.20cm、x5=15.59cm、x6=18.01cm，相邻两个计数点间还有4个点未画出，打下计数点A时物块a和物块b运动的速度大小vA=________m/s，打下计数点E时物块a和物块b运动的速度大小vE=________m/s；（结果均保留三位有效数字）

（3）用天平测出物块a和物块b的质量分别为m1、m2（m1m2），从打计数点A到E的过程中，物块a和物块b组成的系统减小的重力势能△Ep=________，增加的动能为△Ek=________，在误差允许的范围内，物块a和物块b组成的系统机械能守恒。（结果用m1、m2、vA、vE、g、x2、x3、x4、x5表示）

5．（2024·北京石景山·高三期末）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通