验证机械能守恒定律习题含答案.pdf

验证机械能守恒定律习题（含答案） 1在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证的是重物重力势 能的减少等于它动能的增加，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些 步骤中多余的或错误的有( ) A用天平称出重物的质量 B把打点计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源 连接起来 C把纸带的一端固定到重物上，另一端穿过打点计时器的限位 孔，把重物提升到一定高度 D接通电源，待打点稳定后释放纸带 E用秒表测出重物下落的时间 解析：在“验证机械能守恒定律”的实验中，需验证重力势能减 少量mgh和动能增加量mv2之间的大小关系，若机械能守恒，则有mgh mv2成立，两边都有质量，可约去，即验证ghv2成立即可，故无需测 质量，A选项多余对E选项，测速度时，用的是纸带上的记录点间的 距离和打点计时器打点的时间间隔，无需用秒表测量，因此E选项也多 余 答案：AE 2(安徽高考)利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时， 需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h. 某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案： a用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v gt计算出瞬时速度v. b用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v计算出瞬时速度v. c根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前 后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过h计算出高度 h. d用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸 带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出 瞬时速度v. 以上方案中只有一种正确，正确的是_(填入相应的字 母) 解析：重物下落过程中，由于纸带与打点计时器的阻碍作用，其 加速度要小于重力加速度g，故不可用a、b、c方案中的公式来求解 答案：d 3某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律频 闪仪每隔0.05 s闪光一次，图中所标数据为实际距离，该同学通过计 算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8 m/s2，小球质量 m0.2 kg，计算结果保留三位有效数字)： 时刻t2t3t4t5 速度( m/s) 4.994.483.98 (1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5_ m/s； (2)从t2到t5时间内，重力势能增量Ep_ J，动能 减少量Ek_ J； (3)在误差允许的范围内，若Ep与Ek近似相等，从而验证了机 械能守恒定律由上述计算得Ep_Ek(选 填“”、“”或“”)，造成这种结果的主要原因是 _ _. 解析：(1)t5时刻小球的速度v5102 m/s3.48 m/s；(2) 从t2到t5时间内，重力势能增量Epmgh250.29.8(23.68 21.1618.66)102 J1.24 J，动能减少量Ekmvmv1.28 J；(3)EpEk，没有接通电源就释放了纸带 答案：(1)3.48 (2)1.24；1.28 (3)；没有接通电源就释放了 纸带 5如图所示，是用落体法“验证机械能守恒定律”的实验装置， 请回答下列问题： (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(含纸带)； B.重锤； C天平； D.毫米刻度尺； E.秒表 (2)实验中产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器的摩擦 阻力，使重锤获得的动能往往_它所减小的重力势能 (填“大于”、“小于”或“等于”) (3)如果以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出v2/2h图 线是一条通过坐标原点的倾斜直线，该直线的斜率是_ 解析：(1)验证机械能守恒定律时，只需验证v2与gh近似相等，故 无需测量重锤质量，用打点计时器可以测量重锤下落高度即下落的时 间，故无需秒表，故正确的为A、B、D. (2)由于重锤下落过程中有部分重力势能转化为克服摩擦力做功而 产生的热，故重锤获得的动能稍小于减小的重力势能 (3)由v2gh可知，以v2为纵轴，h为横轴，所绘图线的斜率为重 力加速度g. 答案：(1)ABD (2)小于 (3)重力加速度 7在“验证机械能守恒定律”的实验中，所用电源的频率为50 Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时，各计数点对应 刻度尺上的读数如图所示(图中O点是打点计时器打出的开始下落的第1 个点，A、B、C、D、E、F分别是每打两个点取出的计数点)根据纸带计 算： (1)重锤下落到打B点、E点时的速度； (2)若重锤的质量为m kg，则重锤从开始下落到打B点时，减少的 重力势能是多少？重锤增加的动能为多少？ (3)若重锤质量为m kg，求重锤下落BE高度的过程中重力势能减少 多少？重锤的动能增加多少？(当地重力加速度为9.8 m/s2) 解：(1)xAB195.0 mm125.0 mm70.0 mm0.070 0 m xBC280.5 mm195.0 mm85.5 mm0.085 5 m xDE498.0 mm381.5 mm116.5 mm0.116 5 m xEF630.0 mm498.0 mm132.0 mm0.132 0 m vB(xABxBC)/2T (0.070 00.085 5)/(20.04) m/s1.944 m/s vE(xDExEF)/2T (0.116 50.132 0)/(20.04) m/s3.106 m/s. (2)重锤从开始下落到打B点时： 减少的重力势能为Ep减mgxBO9.80.195m1.91m(J) 增加的动能为：Ek增m