人教版（2019）必修2《8.5 實驗：驗證機械能守恒定律》2020年同步練習卷（1）

• 1．如圖所示為用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗裝置。
  （1）（多選）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，下列物理量中要用工具測量和通過計算得到的有

  。
  A．重錘的質(zhì)量
  B．重力加速度
  C．重錘下落的高度
  D．與重錘下落高度對應的重錘瞬時速度
  （2）有同學按以下步驟進行實驗操作：
  A．用天平稱出重錘和夾子的質(zhì)量。
  B．固定好打點計時器，將連著重錘的紙帶穿過限位孔，用手提住，且讓手盡量靠近打點計時器。
  C．松開紙帶，接通電源，開始打點。并如此重復多次，以得到幾條打點紙帶。
  D．取下紙帶，挑選點跡清晰的紙帶，記下起始點O，在距離O點較近處選擇連續(xù)幾個計數(shù)點（或計時點），并計算出各點的速度值。
  E．測出各點到O點的距離，即得到重錘下落的高度。
  F．計算出mgh_n和

  1

  2

  mv

  2

  n

  ，看兩者是否相等。
  在以上步驟中，不必要的步驟是

  ；有錯誤或不妥的步驟是

  （填寫代表字母）；更正情況是
  ①

  ；
  ②

  ；
  ③

  ；
  ④

  。
  （3）實驗時，應使打點計時器的兩個限位孔在同一豎直線上，這樣做可以

  （選填“消除”“減小”或“增大”）紙帶與限位孔之間的摩擦。
  （4）在實際測量中，重物減少的重力勢能通常會

  （選填“略大于”“等于”或“略小于”）增加的動能。
  組卷：28引用：2難度：0.6

  解析

• 2．在利用重錘下落驗證機械能守恒定律的實驗中：
  （1）有下列器材可供選用：重錘，鐵架臺，天平，秒表，電磁打點計時器，復寫紙，紙帶，低壓直流電源．其中不必要的器材有

  ；缺少的器材是

  ．
  （2）實驗中用打點計時器打出的紙帶如圖，其中，A為打下的第1個點，C、D、E、F為距A較遠的連續(xù)選取的四個點（其他點未標出）．用刻度尺量出C、D、E、F到A的距離分別為s₁=20.06cm,s₂=24.20cm,s₃=28.66cm,s₄=33.60cm.重錘的質(zhì)量為m=1.00kg；打點周期為T=0.02s；實驗地點的重力加速度為g=9.80m/s2．為了驗證打下A點到打下D點過程中重錘的機械能守恒，應計算出：打下D點時重錘的速度v=

  （用題予字符表達）=

  m/s,重錘重力勢能的減少量ΔEp=

  （用題予字符表達）=

  J，重錘動能的增加量ΔE_p=

  （用題予字符表達）=

  J．（小數(shù)點后保留2位有效數(shù)字）
  組卷：29引用：4難度：0.7

  解析

• 3．某實驗小組利用如圖裝置來驗證機械能守恒定律。在氣墊導軌上固定兩個光電門，光電門連接數(shù)字毫秒計，滑塊上固定寬度為d遮光條。把導軌的右端墊高，測出傾角為θ．已知當?shù)刂亓铀俣葹間。
  （1）實驗時，將滑塊從某處由靜止釋放，滑塊遮光條通過某光電門的時間Δt,則滑塊通過光電門的瞬時速度

  。
  （2）若通過光電門1和2的速度分別為v₁和v₂，還需要測量

  （并給這個物理量賦予字母），滿足表達式

  說明機械能守恒。
  （3）完成（2）問所述測量，將滑塊從

  （選填“同一”或“不同”）位置釋放，測出滑塊經(jīng)過光電門1、2的速度v₁、v₂．以L為橫坐標，以v

  2

  2

  -v

  2

  1

  為縱坐標，把所得的實驗數(shù)據(jù)描點，得到一條斜率為

  、截距為

  的圖線，說明機械能守恒。
  組卷：61引用：4難度：0.8

  解析

• 4．某同學利用如圖所示裝置驗證機械能守恒定律，

  1

  4

  圓弧軌道豎直放置，軌道邊緣標有表示圓心角的刻度，軌道最低點裝置裝有壓力傳感器．現(xiàn)將小球置于軌道上θ刻度處由靜止釋放，當其通過位置時，讀出壓力傳感器的示數(shù)F，已知當?shù)刂亓铀俣葹間.
  （1）為驗證小球在沿軌道下滑過程中機械能守恒，實驗中還必須測量的物理量有

  ；
  A．軌道的半徑R
  B．小球的質(zhì)量m
  C．每次小球釋放點離地面的高度h
  D．每次小球在軌道上運動的時間t
  （2）根據(jù)實驗測得的物理量，寫出小球在運動過程中機械能守恒應滿足的關(guān)系式F=

  ．
  （3）寫出一條提高實驗精度的建議

  ．
  組卷：50引用：5難度：0.5

  解析

• 5．如圖所示裝置可用來驗證機械能守恒定律．擺錘A栓在長L的輕繩一端，另一端固定在O點，在A上放一個小鐵片，現(xiàn)將擺錘拉起，使繩偏離豎直方向成θ角時由靜止開始釋放擺錘，當其到達最低位置時，受到豎直擋板P阻擋而停止運動，之后鐵片將飛離擺錘而做平拋運動．
  ①為了驗證擺錘在運動中機械能守恒，必須求出擺錘在最低點的速度．為了求出這一速度，實驗中還應該測量哪些物理量？

  
  ②根據(jù)測得的物理量表示擺錘在最低點的速度v=

  ．
  ③根據(jù)已知的和測得的物理量，寫出擺錘在運動中機械能守恒的關(guān)系式為

  ．
  組卷：116引用：18難度：0.7

  解析

• 14．某同學利用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．弧形軌道末端水平，離地面的高度為H．將鋼球從軌道的不同高度h處靜止釋放，鋼球的落點距軌道末端的水平距離為s.
  
  （1）若軌道完全光滑，s²與h的理論關(guān)系應滿足s²=

  （用H、h表示）．
  （2）該同學經(jīng)實驗測量得到一組數(shù)據(jù)，如下表所示：
  

  h（10-1m）	2.00	3.00	4.00	5.00	6.00
  s2（10-1m2）	2.62	3.89	5.20	6.53	7.78

  請在坐標紙上作出s²-h關(guān)系圖．
  （3）對比實驗結(jié)果與理論計算得到的s²--h關(guān)系圖線（圖中已畫出），自同一高度靜止釋放的鋼球，水平拋出的速率

  （填“小于”或“大于”）理論值．
  （4）從s²-h關(guān)系圖線中分析得出鋼球水平拋出的速率差十分顯著，你認為造成上述偏差的可能原因是

  ．
  組卷：701引用：48難度：0.5

  解析

• 15．利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置示意圖如圖所示：
  
  （1）實驗步驟
  ①將氣墊導軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1m,將導軌調(diào)至水平；
  ②用游標卡尺測量擋光條的寬度l=9.30mm；
  ③由導軌標尺讀出兩光電門中心之間的距離s=

  cm；
  ④將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待砝碼靜止不動時，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2；
  ⑤從數(shù)字計時器（圖中未畫出）上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時間Δt₁和Δt₂；
  ⑥用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m.
  （2）用表示直接測量量的字母寫出下列所示物理量的表達式
  ①滑塊通過光電門1和光電門2時瞬時速度分別為v₁=

  和v₂=

  ．
  ②當滑塊通過光電門1和光電門2時，系統(tǒng)（包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼）的總動能分別為E_k1=

  和E_k2=

  ．
  ③在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中，系統(tǒng)勢能的減少ΔE_p=

  （重力加速度為g）．
  （3）如果ΔE_p=

  ，則可認為驗證了機械能守恒定律．
  組卷：92引用：9難度：0.5

  解析