《实验验证机械能守恒定律》试题库

《实验：验证机械能守恒定律》试题库总分：63分考试时间：分钟学校__________班别__________姓名__________分数__________题号一总分得分一、多选类（共4分）1.在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法中正确的是()A.要用天平称量重物质量B.选用重物时，同样大小、形状的重物应选重一点的比较好C.要选用第1、2两点距离接近2mm的纸带D.实验时，当松开纸带让重物下落的同时，立即接通电源2.为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用实验系统设计了一个实验，实验装置如图所示，图中A、B两点分别固定了两个速度传感器，速度传感器可以测出运动物体的瞬时速度．在实验中测得一物体自由下落经过A点时的速度是，经过B点时的速度是，为了证明物体经过A、B两点时的机械能相等，这位同学又设计了以下几个步骤，你认为其中不必要或者错误的是() A.用天平测出物体的质量B.测出A、B两点间的竖直距离C.利用mv−mv算出物体从A点运动到B点的过程中动能的变化量D.验证v−v与2gh是否相等3.如图所示是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带，我们选中N点来验证机械能守恒定律.下面举出一些计算N点速度的方法，其中正确的是（） A.N点是第n个点，则v=gnTB.N点是第n个点，则v=g（n-1）TC.v=D.v=4.用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.在下面所列举的该实验的几个操作步骤中，你认为没有必要进行的或者操作不恰当的步骤是（填字母代号）__________. A.按照图示的装置安装器件B.将电火花计时器接到学生电源的直流输出端上C.用天平测量出重锤的质量D.先放手让纸带和重物下落，再接通电源开关E.在打出的纸带上，依据打点的先后顺序选取连续的A、B、C、D四个合适的点，通过测量计算得出B、C两点的速度为v、v，并测出B、C两点的距离为hF.在误差允许范围内，看减少的重力势能mgh是否等于增加的动能，从而验证机械能守恒定律5.在本实验中，对于自由下落的重物，下列选择的条件哪种更为有利（）A.只要足够重就可以B.只要体积足够小就可以C.既要足够重，又要体积非常小D.应该密度大些，还应便于夹紧纸带，使纸带随同运动时不致扭曲6.下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中，正确的是（）A.重锤的质量称量不准会造成较大的误差B.重锤的质量选用大些，有利于减小误差C.重锤的质量选用小些，有利于减少误差D.先松开纸带让重物下落，再让打点计时器工作，会造成较大差错7.在“验证机械能守恒定律”的实验中，需要直接测量和间接测量的数据是重物的（）A.质量B.下落时间C.下落高度D.瞬时速度8.下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差分析，正确的是（）A.重锤质量的称量不准，会造成较大误差B.重锤质量选用得大些，有利于减小误差C.重锤质量选用得小些，有利于减小误差D.先释放纸带后接通电源会造成较大误差9.下列关于验证机械能守恒定律的说法中正确的是（）A.选用重物时，密度大的比密度小的好B.选用重物时，体积小的比大的好C.选用重物后，要称出它的质量D.重物所受的重力，应远大于它所受的空气阻力和纸带受到打点计时器的阻力10.用自由落体验证机械能守恒定律，就是看是否等于mghn(n为计时点的编号0、1、2…n).下列说法中正确的是（）A.打点计时器打第一个点O时，物体的速度为零B.hn是计时点n到计时点O的距离C.m为重物的质量，需用天平称量D.用vn=gtn计算vn时，tn=(n-1)T（T为打点周期)11.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，释放纸带E.用秒表测出重物下落的时间题号一总分得分二、单选类（共2分）1.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，正确的是() 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vB.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vC.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hD.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2.在验证机械能守恒定律的实验中,由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上,使纸带通过时受到较大阻力,则结果（）A.mgh>mv⊃2;B.mgh<mv⊃2;C.mgh=mv⊃2;D.以上都有可能3.如图所示，是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带.我们选中N点，下面举出一些计算N点速度的方法，其中正确的是(相邻计数点时间间隔为T)（） A.若N点是第n个点，则v=gnTB.若N点是第n个点，则v=g(n-1)TC.v=D.v=4.在利用重锤自由下落验证机械能守恒定律的实验中，产生误差的主要原因是（）A.重锤下落的实际高度大于测量值B.重锤下落的实际高度小于测量值C.重锤实际末速度v大于gt(g为重力加速度，t为下落时间)D.重锤实际末速度v小于gt5.在“验证机械能守恒定律”的实验中，对于自由下落的重物，下述选择的条件更为有利的是（）A.只要足够重就可以B.只要体积足够小就可以C.既要足够重，又要体积非常小D.应该密度大些，还应便于夹紧纸带，使纸带随同运动时不致扭曲题号一总分得分三、综合类（共22分）1.在“验证机械能守恒定律”的实验中：所用电源的频率为50Hz.某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测得各计数点到O的距离(单位：mm)如图所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D、E分别是每打两个点取出的计数点． (5分)1).从下列器材中选出实验所必需的，其编号为________．(2分)A.打点计时器(包括纸带)B.重锤C.天平D.毫米刻度尺E.秒表(或停表)F.运动小车2).若重锤的质量为m，则重锤从开始下落到打B点时，减少的重力势能是_________J，从重锤下落到打B点时增加的动能是_________J，得到的结论是_________.(取g＝m/s2，结果保留三位有效数字)(3分)2.某同学做验证机械能守恒定律实验时，不慎将一条挑选出的纸带一部分损坏，损坏的是前端部分．剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出标在图中，单位是cm.已知打点计时器工作频率为50Hz，重力加速度g取m/s2. (9分)1).重物在2点的速度＝_________，在5点的速度＝_________，此过程中动能增加量Δ＝_________，重力势能减少量Δ＝_________(4分)2).比较得Δ_________Δ(填“大于”、“等于”或“小于”)，原因是_________由以上可得出实验结论_________(3分)3).根据实验判断下列图象正确的是(其中Δ表示物体动能的变化，Δh表示物体下落的高度()(2分)A.B.C.D.3.某同学利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示．(3分)1).请指出实验装置中存在的明显错误_________.(1分)2).进行实验时，为保证重物下落时初速度为零，应_________(选填“A”或“B”)． A.先接通电源，再释放纸带 B．先释放纸带，再接通电源(1分)3).根据打出的纸带，选取纸带上连续打出的1、2、3、4四个点如图乙所示．已测出点1、2、3、4到打出的第一个点O的距离分别为、、、，打点计时器的打点周期为T.若代入所测数据能满足表达式g＝_________，则可验证重物下落过程机械能守恒(用题目中已测出的物理量表示)． (1分)4.在“验证机械能守恒定律”实验中，某研究小组采用了如图甲所示的实验装置，实验的主要步骤是：在一根不可伸长的细线一端系一金属小球，另一端固定于O点，记下小球静止时球心的位置O′，在O′位置放置一个光电门，现将小球拉至球心距O′高度为h处由静止释放，记下小球通过光电门时的挡光时间Δt. (5分)1).如图乙，用游标卡尺测得小球的直径d＝_________cm.(1分)2).该同学测出一组数据：高度h＝m，挡光时间Δt＝2s，设小球质量为m，g＝m/s2.计算小球重力势能的减少量Δ＝_________，动能的增加量＝_________，得出的结论：_________，分析误差产生的原因是_________(4分)题号一总分得分四、填空类（共35分）1.如图为利用气垫导轨(滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略)验证机械能守恒定律的实验装置，完成以下填空． 实验步骤如下： ①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平 ②测出挡光条的宽度l和两光电门中心之间的距离s. ③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. ④读出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间Δ和Δ. ⑤用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m. ⑥滑块通过光电门1和光电门2时，可以确定系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为＝_________和＝_________. ⑦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Δ＝_________.(重力加速度为g) ⑧如果满足关系式_________，则可认为验证了机械能守恒定律．2.在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=m/s2，测得所用的重物的质量为kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图所示.把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点.经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为cm、cm、cm、cm.根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于_________J，动能的增加量等于_________J(取三位有效数字). 3.在“验证机械能守恒定律”的实验中，若以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出v2/2-h图线应是_________，才能验证机械能守恒定律；v2/2-h图线的斜率等于_________的数值.4.在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=s2.测得所用的重物的质量为.实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点.经测量知道A、B、C、D各点到O的距离分别为、、、.根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于_________J，动能的增加量等于_________J（取三位有效数字）.5.做“验证机械能守恒定律”的实验步骤有 A.把打点计时器固定在铁架台上，并用导线将打点计时器接在低压交流电源上 B.将连有重物的纸带穿过限位孔，用手提着纸带，让手尽量靠近打点计时器 C.松开纸带、接通电源 D.更换纸带，重复几次，选用点迹清晰且第1、2两点间距为2mm的纸带 E.用天平称出物体的质量，利用mgh=mv2验证机械能守恒定律 在上述实验步骤中错误的是_________和_________.多余的是_________.6.在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为、频率为50Hz的交流电源上，自由下落的重物质量为，打下一条理想的纸带，数据如图所示，单位是cm，g取s2，O、A之间有几个计数点未画出. ①打点计时器打下计数点B时，重物下落的速度vB=_________. ②从起点O到打下计数点B的过程中，重物的重力势能的减小量ΔEp=_________,动能的增加量ΔEk=_________.7.在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中： （1）打点计时器所接交流电的频率为50Hz，甲、乙两条实验纸带如图所示，应选_________纸带好. （2）若通过测量纸带上某两点间距离来计算某时刻的瞬时速度，进而验证机械能守恒定律.现已测得2、4两点间距离为s1，0、3两点间距离为s2，打点周期为T，为了验证0、3两点间机械能守恒，则s1、s2和T应满足的关系为_________. 图5-9-68.在“验证机械能守恒定律”实验中，若以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出-h图象应是_________，才能验证机械能守恒定律；-h图线的斜率等于的数值_________.9.在“验证机械能守恒定律”实验中，得到如图所示的一条纸带，该纸带上最初打出的几个点不清楚，纸带上留下的是后面的一些点.算出打下B、C两点时，重物速度分别是vB、vC，量得B、C两点间的距离为h，那么验证机械能守恒的表达式可写为_________. 10.在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=m/s2,测得所用的重物的质量为kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O的距离分别为cm、cm、cm、cm.根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于_________J，动能的增加量等于_________J.（取3位有效数字）11.在“利用自由落体运动验证机械能守恒定律”的实验中，得到了一条如图所示的纸带（打0点时，速度为零），纸带上的点记录了物体在不同时刻的_________.当打点计时器打点5时，物体动能的表达式为Ek=_________,物体重力势能减少的表达式为Ep=_________，实验中是通过比较_________来验证机械能守恒定律的（设交流电周期为T）. 12.在做“验证机械能守恒定律”的实验时，用打点计时器打出纸带如图所示，其中A点为打下的第一个点，0、1、2……为连续的计数点.现测得两相邻计数点之间的距离分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知相邻计数点间的打点时间间隔均为T.根据纸带测量出的距离及打点的时间间隔，可以求出此实验过程中重锤下落运动的加速度大小表达式为：_________.在打第5号计数点时，纸带运动的瞬时速度大小的表达式为：_________.要验证机械能守恒定律，为减小实验误差，应选择打下第_________号和第_________号计数点之间的过程为研究对象. 13.在“验证机械能守恒定律”的实验中，选出一条纸带如图所示，其中O点为起始点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz交变电流，用毫米刻度尺测得OA=,OB=,OC=. (1)这三个数据中，不符合有效数字要求的是_________，应该写成_________cm. (2)在计数点A和B之间、B和C之间还各有一个点，重物的质量为mkg.根据以上数据可知，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；这时它的动能为_________J.（g取m/s2）14.在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用的电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=m/s2，测得所用的重物的质量m=kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，如图所示.经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为cm、cm、cm、cm，根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于_________J，动能的增加量等于__________J.（取三位有效数字） 15.在“利用自由落体验证机械能守恒定律”的实验中，由于运动的初始阶段计时器打出的一些点子模糊不清，故必须选择比较清楚的点作为测量起点，今所选的测量范围的第一点在米尺上的位置为x1，第四点在米尺上的位置为x2，第七点在米尺上的位置为x3，第十点在米尺上的位置为x4.若下落物体的质量为m，打点计时器每隔T秒打一点，则可利用上述数据求出物体从第四点到第七点一段过程中，势能的减少量是_________，动能的增加量是_________.16.下面列出“验证机械能守恒定律”实验的一些实验步骤： A.用天平称重物和夹子的质量 B.将重物系在夹子上 C.将纸带穿过计时器，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子，再把纸带向上拉，让夹子静止靠近打点计时器处 D.把打点计时器接在学生电源的交流输出端，把输出电压调至6V(电源不接通) E.把打点计时器用铁夹固定到放在桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上 F.在纸带上选取几个点，进行测量和记录数据 G.用秒表测出重物下落的时间 H.接通电源，待计时器响声稳定后释放纸带 I.切断电源 J.更换纸带，重新进行两次实验 K.在三条纸带中选出较好的一条 L.进行计算，得出结论，完成实验报告 M.拆下导线，整理器材 对于本实验的以上步骤中，不必要的有_________；正确步骤的合理顺序是_______________.17.处理电磁打点计时器所打出点的纸带时，常常采用“计数点”的办法，但在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，可以直接利用打点计时器所打出的纸带上的实际点迹，而不必采用选取计数点的办法.这其中的原因是_________.18.在“验证机械能守恒定律”的实验中，某同学打出3条纸带A、B、C，打点计时器周期为s，其中第1点到第2点之间的距离分别为da=mm，db=mm，dc=mm.你认为应选_________条纸带进行数据处理较理想.其中_________条是由于_________原因造成的；_________条是由于_________原因造成的.19.“验证机械能守恒定律”的实验方法是：根据纸带上某两点的距离等于重锤下落的高度，这样就可以得到重物下落过程中的_________的变化.重锤的速度可以用大家熟悉的方法（即中间时刻的即时速度等于那一段的平均速度）从纸带测出，这样就知道了它在各点的瞬时速度，从而得到它在各点的_________.通过比较_________，就可以验证机械能是否守恒.20.挑选纸带的原则是：（1）_________；（2）_________；（3）_________.纸带上第一、二两点间的距离大于mm,说明_________；纸带上第一、二两点间的距离小于mm,说明_________.21.在“验证机械能守恒定律”的实验中，需要直接测量的物理量是_________，间接测量的物理量是_________.22.为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选择：铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键，其中不必要的器材是_________，缺少的器材是__________.23.在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中要用工具测量的有_________，通过计算得到的有_________. A.重锤的质量B.重力加速度 C.重锤下落的高度D.与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度24.某同学为验证机械能守恒定律编排了如下实验步骤： A.用天平称出重物的质量； B.把纸带固定到重物上，并把纸带穿过打点计时器，提升到一定高度； C.拆掉导线，整理仪器； D.断开电源，调整纸带，重做两次； E.用秒表测出重物下落的时间； F.用毫米刻度尺测出计数点与起点的距离，记录数据，并计算出结果，得出结论； G.把打点计时器接到低压交流电源上； H.接通电源，释放纸带； I.把打点计时器接到低压直流电源上； J.把打点计时器固定到桌边的铁架台上. 上述实验步骤中错误的是_________，可有可无的是_________，其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列是_____________.（均只需填步骤的代号）题号一总分得分五、简答类（共0分）1.用气垫导轨装置验证机械能守恒定律，先非常仔细地把导轨调成水平，然后如图所示用垫块把导轨一端垫高H.滑块m上面装l=3cm的挡光框，使它由轨道上端任一处滑下，测出它通过光电门G1和G2时的速度v1和v2，就可以算出它由G1到G2这段过程中动能的增加量ΔEk=m(v22-v12)；再算出重力势能的减少量ΔEp=mgh；比较ΔEk与ΔEp的大小，便可验证机械能是否守恒． (1)滑块的速度v1和v2如何求出?滑块通过G1时的高度h如何求出? (2)若测得图中L=1m，s=m，H=20cm，m=500g，滑块通过G1和G2的时间分别为5．0×10-2s和×10-2s，当地重力加速度g=m/s2，试判断机械能是否守恒．2.在用落体法验证机械能守恒定律的实验中: （1）所用重锤的质量m=，打点计时器所用电源频率为50Hz，打下的纸带如图所示（图中的数据为从起始点O到该点的距离），则在打B点时，重锤的速度v=_______m/s，重锤的动能E=_________J，从开始下落到打B点时，重锤的势能减少量是_______J.（取两位有效数字） （2）根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，则以v为纵轴，以h为横轴，画出的图线应是下图所示中的(_______) 3.在验证机械能守恒定律的实验中，关于某一点的速度能否根据v＝gt或v＝来求解?4.为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选用：铁架台，低压交流电源，复写纸，纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平,重锤.其中不必要的器材有：_______；缺少的器材是：_______5.在“验证机械能守恒定律”的实验中：(1)某同学用如图甲所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带．测得点A、C间的距离为，点C、E间的距离为．已知当地重力加速度为g=s⊃2;，重锤的质量为m=.则重锤在下落过程中受到的平均阻力大小F=_______；(交流电频率为50Hz) (2)某同学上交的实验报告显示重锤的动能略大于重锤的势能，则出现这一问题的原因可能是_______(填序号). A．重锤的质量测量错误B．该同学自编了实验数据 C．交流电源的频率不等于50HzD．重锤下落时受到的阻力过大6.在验证机械能守恒定律时，如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的-h图象应是什么形状才能验证机械能守恒定律?图线的斜率表示什么？7.在“验证机械能守恒定律”的实验中，选出一条纸带如图所示，其中O点为起始点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz交变电流，用毫米刻度尺测得OA＝,OB＝,OC＝. (1)这三个数据中，不符合有效数字要求的是_______，应该写成_______cm. (2)在计数点A和B之间、B和C之间还各有一个点，重物的质量为mkg.根据以上数据可知，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；这时它的动能为_______J.（g取s⊃2;）8.用单摆和DIS装置验证机械能守恒（DIS是用传感器自动采集实验数据，并与计算机接口，可以用计算机直接处理数据的装置）. 实验装置如图所示.由于摆线的拉力始终与小球的运动方向垂直，不做功，因此实验中只有重力对摆球做功. 验证摆动中的摆球机械能守恒 将DIS装置中的光电门先后放在A、B、C各点，测出摆球经过各点时的速度，测出各点对D点的高度.运用所得数据验证单摆的机械能是否守恒. 下表中的数据是一次实验的记录，其中高度h为A、B、C各点到D点的高度，速度v是摆球经过A、B、C、D各点的瞬时速度.请根据表中的实验数据计算摆球在A、B、C、D各位置的机械能，比较它们是否相同. 9.在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=s⊃2;，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第一个点，A、B、C、D分别是每打两个点取出的计数点．根据以上数据，可知重物由O点运动到B点时： (1)重力势能的减少量为多少? (2)动能的增加量是多少? (3)根据计算的数据可得出什么结论?产生误差的主要原因是什么?10.在验证机械能守恒的实验中，已知打点计时器打点间隔为T，某一组同学得到了一条如图所示的纸带，在填写实验报告时，甲、乙两个同学选择不同的数据处理方法： 甲同学测出了C点到第一点O的距离h，利用v=2gh，计算得到了C点的速度，然后验证mgh与mv⊃2;是否相等；乙同学测出了A、B、C、D各点到第一点O的距离h、h、h、h，利用v=v=计算B、C点的速度，然后验证mg（h1-h2）与mv⊃2;1-mv⊃2;2是否相等． 请你对甲、乙两位同学的做法逐一分析，不合理之处提出完善办法．11.在用落体法验证机械能守恒定律的实验中： (1)运用公式=mgh对实验条件的要求是_______，为此目的，所选择的纸带1、2两点间的距离应接近_______. (2)若实验中所用重锤的质量m=1kg，打点纸带如图所示.打点时间间隔为，则记录B点时，重锤速度v=_______，重锤动能E=_______，从开始下落起至B点重锤的重力势能减少量是_______，由此可得出结论是_______. (3)根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图象是图5-9-8中的(_______) 图5-9-812.在“验证机械能守恒定律”的实验中： (1)某同学用如图甲所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带.测得点A、C间的距离为，点C、E间的距离为.已知当地重力加速度为g=s⊃2;，重锤的质量为m=.则重锤在下落过程中受到的平均阻力大小F=_________(交流电频率为50Hz). (2)某同学上交的实验报告显示重锤的动能略大于重锤的势能，则出现这一问题的原因可能是___________(填序号). A.重锤的质量测量错误 B.该同学自编了实验数据 C.交流电源的频率不等于50Hz D.重锤下落时受到的阻力过大13.有位同学用落体法做“验证机械能守恒定律”的实验，他挑选一条第1、2两点之间的距离最接近2mm的纸带进行处理.设第一个点为A，第n个点为B，测量出AB之间的距离为h，因为从开始下落到B点经过打点计时器的时间是(n-1)×，所以根据自由落体运动的规律得v=gt=(n-1).如果有mgh=mv⊃2;，即可认为验证了机械能守恒定律.这位同学的验证思路对吗?14.在利用重物做自由落体运动“验证机械能守恒定律”的实验中： (1)下列操作步骤中不必要和错误的是哪些?说明原因. A.电火花计时器接到220V交流电源上 B.用天平测出重物的质量 C.在释放纸带的同时接通电源开关使纸带上打出点 D.根据测量结果，计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 (2)利用这个实验也可以测出重锤下落的加速度a，如图所示.根据纸带，选取连续打出的5个点A、B、C、D、E，测出点A距起始点O的距离为s，点A和C间的距离为s，点C和E间的距离为s，使用的交流电频率为f,则根据已知的数据和条件，可求得加速度a=_________. (3)在“验证机械能守恒定律”的实验中发现，重锤重力势能的减少量总是大于其动能的增加量，主要原因是重锤在下落过程中存在着阻力作用.若已知当地重力加速度值为g，为求受到的阻力大小，还需要测量的物理量是__________.试用题中的已知数据和还需要测量的物理量表示重锤在下落过程中受到的平均阻力大小.15.在“验证机械能守恒定律”的实验中，重物质量m=1kg，纸带上打的点如图所示，打点计时器外接50Hz的低压交流电源. (1)纸带的哪一端与重物相连? (2)打点计时器打下B点时重物的速度是多少? (3)若取g=s⊃2;，则从起点O到打B点的过程中机械能是否守恒?通过计算验证. 16.在验证机械能守恒定律时，如果以v⊃2;为纵轴，以下落高度h为横轴，根据实验数据描出的v⊃2;-h的图线应是怎样的曲线才能验证机械能守恒定律?图线斜率的物理意义是什么?17.某同学做“验证机械能守恒定律”实验时，不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏，剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出，如图所示.已知接打点计时器的交流电源频率为50Hz，取重力加速度g=s⊃2;，利用这段纸带能否验证机械能守恒定律?如能验证，说明验证方法. 18.在用落体法验证机械能守恒定律的实验中： （1）所用重锤的质量m=，打点计时器所用电源频率50Hz，打下的纸带如图所示（图中的数据为从起始点O到该点的距离），则在打B点时，重锤的速度v=________m/s，重锤的动能E=________J，从开始下落到打B点时，重锤的势能减少量是________J（取两位有效数字）. （2）根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，则以v为纵轴，以h为横轴，画出的图线应是下图所示中的（） 19.在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为s⊃2;，测得所用重物的质量为kg.甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为、和.可见其中肯定有一位学生在操作上有错误，错误操作是. 若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示（相邻计数点时间间隔为）.那么： （1）纸带的_______端与重物相连； （2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度v=_______; （3）从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是ΔE=_______，此过程中物体动能的增加量ΔE=_______（取g=s⊃2;）; （4）通过计算，数值上ΔE_______ΔE（填“＞”“=”或“＜”），这是因为____________； （5）实验的结论是_____________.20.某同学做“验证机械能守恒定律”的实验时不慎将一条选择好的纸带的前面一部分破坏了，测出剩下的一段纸带上的各个点间的距离如图所示.已知打点计时器工作频率为50Hz，重力加速度g=m/s2. （1）利用这段纸带说明重锤通过2、5两点时机械能守恒; （2）分别说明为什么得到的结果是重力势能减少量-ΔEp稍大于重锤动能的增加量ΔEk.21.验证机械能守恒定律实验中是否需要测出重物的质量呢？22.做“验证机械能守恒定律”实验的步骤有_____________. A.把打点计时器固定在铁架台上，并用导线将打点计时器接在低压交流电源上； B.将连用重物的纸带穿过限位孔，用手提着纸带，让手尽量靠近打点计时器； C.松开纸带，接通电源； D.更换纸带，重复几次，选用点迹清晰且第一、二两点间距约为2mm的纸带； E.用天平测出物体的质量，利用mgh=验证机械能守恒定律. 在上述实验步骤中错误的有哪些？多余的有哪些？23.在利用打点计时器验证自由下落物体机械能守恒的实验中，设物体在打O点时释放，打点计时器打A点时物体速度为v，如图所示，一同学在实验报告中填写如下： v=m/s,h=,=(m/s)⊃2;,gh=(m/s)⊃2;.由此上数据说明在误差范围内相等，故机械能守恒. 老师批阅：“数据非实验所得！” 老师作此批阅的理由是什么？ 24.在验证机械能守恒定律的实验中，计算纸带上某点所对应的速度时，现提供两种办法：一是用求n点所对应的速度v；二是利用v′=gT的办法求v′.你认为这两种办法都可以吗？25.如图1所示，将包有白纸的总质量为m的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在马达上并随之转动，使之替代打点计时器.当烧断挂圆柱的线后，圆柱棒竖直自由落下，毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号，如图2所示.测得记号之间的距离依次为26mm、42mm、58mm、74mm、90mm、106mm.已知马达铭牌上有“1440r/min”字样，由此验证机械能守恒.由以上内容回答下列问题（g取10m/s⊃2;）： 图1 图2 （1）毛笔画的线距时间间隔T=_______，上图中圆柱棒的_______端是悬挂端（填“左”或“右”）. （2）根据图中所给数据，可知毛笔画下记号C时，圆柱棒下落速度v=_______，画下记号D时，圆柱棒下落速度v=_______，动能的变化量为_______，在这段位移上，圆柱棒重力势能的变化_______，由此可得出结论为_______.26.在“验证机械能守恒定律”的实验中，所用电源的频率为50Hz，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第一个点，A、B、C、D、E分别是每打两个点取出的计数点) 根据纸带要求计算： (1)重锤下落的加速度. (2)若重锤的质量为m，则重锤从开始下落到打B点时，减少的重力势能是多少? (3)重锤下落到打B点时增加的动能有多大? (4)从(2)(3)的数据可得出什么结论?产生误差的主要原因是什么?27.在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m=200g的重锤拖着纸带由静止开始下落，在下落过程中，打点计时器在纸带上打出一系列的点.在纸带上选取三个相邻计数点A、B和C，相邻计数点间的时间间隔为，O为重锤开始下落时记录的点，各计数点到O点的距离如图所示，长度单位是cm，当地重力加速度g为s⊃2;. （1）打点计时器打下计数点B时，重锤下落的速度v=_______（保留三位有效数字）； （2）从打下计数点O到打下计数点B的过程中，重锤重力势能减小量ΔE=_________，重锤动能增加量ΔE=________（保留三位有效数字）.28.为了测定一根轻弹簧压缩最短时能储存的弹性势能的大小，可将弹簧固定在一带有光滑凹槽的轨道一端，并将轨道固定在水平桌面的边缘上，如图所示，用钢球将弹簧压缩至最短，然后突然释放，钢球将沿轨道飞出桌面，实验时： （1）需要测定的物理量_______. （2）计算弹簧最短时弹性势能的关系式是E=_______.29.在一次实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示，（相邻计数点时间间隔为），单位cm，那么 （1）纸带的_______端与重物相连； （2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度v=________. （3）从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是ΔE=________，此过程中物体动能的增加量ΔE（g取s⊃2;）. （4）通过计算，数值上ΔE_______ΔE（填“＞”“＜”或“=”），这是因为___________. （5）实验的结论是_______.30.一根长为L、质量不计的硬杆OA，杆的中点C及A端各固定一个质量均为m的小球，杆、球系统可在竖直平面内绕O端的水平轴转动，如图所示.若开始时杆处于水平位置，并由静止释放，当该系统在转动过程中通过竖直位置时，A端小球的速度v为多大，中点小球的机械能比在水平位置时减少了多少？ 31.（1）用公式=mgh时，对纸带上起点的要求是_______，为此，所选择的纸带第一、二两点间距离应接近_______. （2）若实验中所用重物质量m=1kg，打点纸带如图1所示，打点时间间隔为，则记录B点，重物的速度v=_______，重物动能E=_______.从开始下落到至B点，重物的重力势能减少量是_______，因此可得出的结论是_______. （3）根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图线应是如图2中的_______. 图1 图232.在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为s，测得所用重物的质量为.甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为、和.可见其中肯定有一位学生在操作上有错误，错误操作是_________.若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图7-9-12所示（相邻计数点时间间隔为）.那么:图7-9-12（1）纸带的_______端与重物相连；（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度v=___;（3）从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是ΔE=_______，此过程中物体动能的增加量ΔE=_______（取g=s）;（4）通过计算，数值上ΔE_________ΔE（填“＞”“=”或“＜”），这是因为；（5）实验的结论是__________.33.你还能设计出哪些验证机械能守恒的实验，如何测量速度？34.实验室为你准备了下列主要的实验器材：（1）带孔的金属小球；（2）光电门和光电计时器.试设计一个实验，验证机械能守恒定律. 要求：（1）说明实验方法和原理以及还需要的测量工具和器材； （2）说明实验的步骤和测量的物理量； （3）说明数据的处理和验证的具体方法； （4）说明误差产生的原因和消除的方法.35.在验证机械能守恒定律的实验中： （1）实验的研究对象是_______. （2）实验器材除了铁架台、打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的重锤外，还应该有_______和_______.36.某同学在实验后不慎将一条选好的纸带一部分损坏了，剩下的一段纸带上有1、2、3、4、5、6六个点，两相邻点之间的距离分别为s=cm,s=,s=cm,s=,s=.已知打点计时器的打点周期T=，重力加速度g为s²，试利用这段纸带说明重锤在2、5两点间下落时机械能守恒.37.如果由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上使纸带通过受较大的阻力，这样对实验有什么影响？38.在验证机械能守恒定律的实验中对重锤的选用，应掌握什么样的原则？39.用落体法验证机械能守恒定律实验中： （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.重锤 C.天平 D.毫米刻度尺 E.秒表 F.运动小车 （2）打点计时器的安装放置要求为_______；开始打点计时的时候，接通电源和释放纸带的顺序应该是先_______，然后________. （3）计算时对所选用的纸带要求是_______（4）实验中产生系统误差的原因主要是________，使重锤获得的动能往往______________.为了减小误差，悬挂在纸带下的重锤应选择__________. （5）如果以v/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的v²/2-h图线是：_______，该线的斜率等于________.40.在“验证机械能守恒定律实验”中，为什么以第1点为基准进行验证时，选用纸带应尽量挑选第1、2两点间距离接近2mm的纸带？41.在纸带上任取相邻的三个点，按顺序依次记作A、B、C，量出AC的距离s，OB间距离h（O为开始下落时打的点，即起始点），相邻两点间的时间间隔为T，如何用以上条件验证机械能守恒定律？42.实验室为你准备了下列主要的实验器材：（1）带孔的金属小球；（2）光电门和光电计时器.试设计一个实验，验证机械能守恒定律.参考答案:一、多选类（共4分）1.B,C2.A,C3.C,D4.B,C,D5.C,D6.B,D7.C,D8.B,D9.A,B,D10.A,B11.A,E二、单选类（共2分）1.D2.A3.C4.D5.D三、综合类（共22分）1.本题答案如下1)A,B,D2)(1) (2) (3)在实验误差允许的范围内，重锤的机械能守恒 2.本题答案如下1)(1)m/s (2)m/s (3)J (4)J 2)(1)小于 (2)实验中重物要克服阻力做功在误差允许的范围内 (3)机械能守恒 3)C3.本题答案如下1)打点计时器不能接“直流电源”(或打点计时器应接“交流电源”) 2)A 3)(−)2 4.本题答案如下1) 2)(1) (2) (3)在误差允许的范围内机械能守恒 (4)空气对球有摩擦阻力 四、填空类（共35分）1.(1) (2) (3) (4) 2.(1) (2) 3.(1)过原点的倾斜直线 (2)重力加速度 4.(1) (2) 5.(1)B (2)C (3)E 6.(1)（1）m/s (2)（2）J (3)J 7.(1)（1）甲 (2)（2）T2= 8.(1)过原点的直线 (2)重力加速度g 9.mgh= 10.(1) (2) 11.(1)位置 (2) (3)mgS5 (4)Ek和Ep是否相等. 12.(1)（s6+s5+s4-s3-s2-s1）/9T2 (2)（s5+s6）/2T (3)0 (4)5 13.(1)（1）cm (2) (3)（2） (4) 14.(1) (2) 15.(1)mg(x3-x2) (2)m［(x4-x2)2-(x3-x1)2］/72T2 16.(1)AG (2)EDBCHIJMKFL 17.解:重锤做自由落体运动，加速度大，各点之间的距离较易测量，即便是下落的第1个T内位移也达到2mm左右，完全可以用分度值是1mm的刻度尺直接测量. 18.(1)B (2)A (3)打点计时器已开始打点，但纸带还未动 (4)C (5)打点计时器还未打点，纸带已开始运动 19.(1)重力势能 (2)动能 (3)某两点的动能的变化与势能的变化的大小 20.(1)点迹清晰 (2)第一、二点间距离接近2mm (3)点迹在一条直线上 (4)物体在打点前开始下落 (5)物体在打点后开始下落 21.(1)纸带上打出的某两点间的距离 (2)打某点时的瞬时速度 22.(1)低压直流电源、天平、秒表 (2)重锤、刻度尺 23.(1)C (2)D 24.(1)E、I (2)A (3)J、G、B、H、D、C、F 五、简答类（共0分）1.(1)v=h=s (2)在实验误差允许的范围内机械能守恒 2.（1）（2）C 3.解答:不能根据这两个公式来求，因为只要认为加速度为g，机械能当然守恒，即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律.况且用v＝gt计算出的速度比实际值大，会得出机械能增加的结论，而因为摩擦阻力的影响，机械能应该减少.所以速度应从纸带上直接测量计算，即根据匀变速运动的物体一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度.本实验应用这种方法从纸带上求出速度，才是重物运动到该点时的实际速度. 4.秒表、低压直流电源、天平打点计时器、刻度尺 5.(1) (2)BC 6.是通过原点的一条倾斜直线g 7.（1）（2） 8.选取最低点D为零势能面，g取s²，根据实验数据将计算结果填入下表中: Δs(挡光宽度)=物体质量m= 位置 A B C D 高度h/m 速度v/(m·s) 势能E/J 0 动能E/J 0 机械能E/J 由表中数据可以看出:在实验误差范围内单摆摆球在A、B、C、D各位置的机械能相等，即机械能守恒. 温馨 9.解答:本题主要考查实验数据处理及误差解析．重物由O点运动到B点时: (1)重力势能的减少量为 ΔE=mgh=m××=. (2)重物下落到B点时的速度为 V=m/s=s 所以重物从开始下落到B点增加的动能为 ΔE=mv⊃2;=m×⊃2;J=. (3)从(1)(2)中计算的数据得出在实验误差允许的范围内重物减少的重力势能等于其动能的增加，机械能守恒． 重物减少的重力势能略大于其增加的动能，原因:重物在下落时要受到阻力作用(打点计时器对纸带的摩擦力、空气阻力等)，要克服阻力做功． 10.甲同学选择从O到C段验证机械能守恒，计算C点的速度利用v=2gh，就犯了用机械能守恒定律去验证机械能守恒的错误．计算v可以选择v=；乙同学选择了从B到C段验证机械能守恒，由于B、C两点相距较近，将造成误差偏大，可选择相距较远的BD段或BE段则较为合适． 11.（1）在打第一点时重物的速度为零(或初速度为零)2mm （2）s结论:机械能守恒定律得以验证 （3）C 12.(1)N (2)BC 13.解:这位同学用v=gt来计算B点通过打点计时器时重物的速度是不妥当的.因为从这个速度公式可以直接推导出机械能守恒的结论，设重物在t时间内的平均速度是，v=gt==，v⊃2;=gh，即mv=mgh.在验证某一个物理定律的实验中，用到一个可直接推导出该物理规律(即和该物理定律等价)的公式在逻辑上是不恰当的.根据匀速直线运动某一段时间上的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度这一规律计算各点对应的瞬时速度，没有用到重力加速度g，所以在比较v⊃2;和gh的大小时，不存在逻辑上的问题. 14.（1）B没有必要，C错误；原因见解析 （2）a= （3）重锤的质量mF=m［g-］ 15.（1）左端（2）s（3）机械能守恒 16.图线应是一条过坐标轴原点的直线表示当地的重力加速度g的值 17.能验证方法见解析 18.（1）（2）C 19.丙（1）左（2）s（3） （4）＞因为实验中有阻力（5）在实验误差允许范围内，机械能守恒 20.解:机械能守恒的物理过程，在任何时刻（状态）机械能均守恒，由此只要任取两点对应的中间过程，都可以来验证机械能守恒定律.因此，纸带部分破坏，不影响取点，进而仍可来验证机械能守恒定律 （1）根据匀变速直线运动某一段时间上的平均速度等于这段时间中间时刻的即时速度，可分别求得打2、5两点时的速度如下: v2=m/s=m/s，v5=m/s=m/s 2、5两点间距离h25=（++）×10-2m=×10-1m 所以，-ΔEp=mgh25=m×××10-1J=J ΔEk=mv52-=m（）J=J 比较可得ΔEp和ΔEk近似相等，即重锤减少的势能近似等于重锤增加的动能，可以认为机械能守恒定律成立. （2）由以上处理过程可以看出，即时速度v2和v5的计算是准确的，即ΔEk是准确的，而重锤下落过程中不可避免地要克服阻力做功，从而减少一部分能量.重锤重力势能减少量中一部分用来克服阻力做功，另一部分用来增加重锤的动能，即有ΔEp=ΔEk+W，即总有ΔEp＞ΔEk. 21.不需要 22.错误的步骤是B和C，多余的步骤是E. 23.解:在本实验中空气阻力和摩擦力不可避免，所以重力势能的减少量应大于动能的增加量，实际结果应该是＜gh，而不是这位同学得出的＞gh. 24.不可用v′=gT的办法求速度. 25.（1）s左 （2）m/sm/sJJ机械能守恒 26.(1)s(2)(3) (4)在误差范围内机械能守恒.产生误差的原因是:重锤在下落过程中要受到阻力的作用. 拓展探究 27.（1）s（2） 28.（1）桌高h、小球平抛运动中的水平位移s、小球的质量m （2）mgs/4h 29.（1）左 （2）s （3） （4）＞实验中有阻力 （5）在误差允许的范围内机械能守恒 30.mgL 31.（1）清晰的点2mm（2）s重物动能的增加等于重物重力势能的减少（3）C 32.丙同学的操作步骤中有错误.错误操作是先放开纸带后接通电源 （1）左 （2）=s （3）mg×=mv= （4）＞在验证机械能守恒定律的实验中，误差的一部分来自于空气阻力及纸带和打点计时器限位孔之间的摩擦，故重力势能的减少应等于动能增加量和克服阻力做功之和，所以此题在计算结果上肯定是重力势能减少得多，动能增加得少 （5）在实验误差允许范围内，机械能守恒 33.如设计一个小球沿光滑斜面下滑的实验，让其滑下后经光滑平面然后平抛落地，利用平抛知识可求出小球在斜面末端的速度，只要证明mgh=mv⊃2;，即可证明此过程机械能守恒.但实际操作中一是有摩擦，二是球绕自身轴转时有转动动能，故通常算出mgh>mv⊃2;，但在误差允许范围内可认为机械能守恒. 34.解:（1）用细线拴一小球，让其从某一高度由静止释放，小球在向下摆动的过程中，线的拉力与球运动方向垂直，不做功.因小球运动的速度不太大，空气阻力可以忽略，所以小球在下摆的过程中认为机械能守恒，如图所示.设小球的质量为m，用直尺测出某过程小球下落的高度，用光电门和光电计时器测出小球通过最低点时的速度，便可验证球下摆的过程机械能是否守恒. 还需要的器材有:细线、刻度尺、铁架台、卡尺等. （2）实验步骤: ①用长约1m的细线将金属球悬挂在铁架台的支架上，测量出悬点到球心的距离L，并用卡尺测出小球的直径d； ②将光电门安装在悬点正下方小球恰好经过的位置，并将光电门与光电计时器相连接； ③在小球的释放点立一长直尺，记录小球释放点的高度h； ④将小球由静止释放，记录小球在最低点处穿过光电门用的时间Δt； ⑤改变小球释放的高度，重复上述实验，测出几组数据. （3）产生误差的主要原因是:小球释放点高度的测量和摆线长度的测量不准而导致小球下落的高度差Δh测量不准.改进的方法是设置一个竖直的平面，记录悬点的位置和过悬点的竖直线，让小球在竖直平面内运动，这样便于记录小球的释放位置和下落高度. （4）数据的处理方法是:①测出由悬点到小球释放点的高度h，算出小球下落高度Δh=L-h和小球重力势能的变化ΔE=mg（L-h）. ②由小球的直径d和小球通过光电门的时间算出小球在最低点时的速度v=和相应动能增量ΔE=. 比较ΔE和ΔE的大小，便可验证此过程机械能是否守恒. 35.（1）重物（2）低压交流电源刻度尺 36.解:根据匀变速直线运动某一段时间的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，求得2、5两点的瞬时速度分别为 v1==s v2==s 2、5两点间的高度差为h=（++）×10m=. 减少的重力势能为ΔE=mgh5=m××=J 增加的动能为ΔΕ== 比较可见，重锤减少的重力势能近似等于重锤增加的动能，可以认为机械能守恒. 37.mgh＞ 38.质量大，体积小 39.（1）A、B、D（2）底板要竖直通电打点再放下重锤，让它带着纸带一同落下（3）第1、2点间距离接近2mm，且点迹清晰（4）阻力对重锤和纸带的影响小于重力势能的减少量密度较大的（5）过原点的倾斜直线重力加速度g 40.计算自由落体运动最初内下落的距离. 打点计时器每隔打一次点，自由落体运动在最初s内下落的距离h=gt⊃2;=××≈=2mm. 如果纸带是在打第一个点时的瞬间开始下落的，那么纸带上第1、2两点间的距离应该约为2mm，如果纸带是在打第一个点后某一时刻才开始下落，那么第1、2两点间的时间就小于.例如，纸带是在打第一个点后s瞬间才开始下落，那么第1、2两点间的时间就只有了，距离也就小于2mm.这样对h、h、h……和v、v、v……的计算都会产生影响，也就影响了最后的比较. 41.解:由纸带上相邻三点A、B、C及AC间距s，可求出打B点时速度v=，由OB间距离h，可算出从O到B重力势能减少量mgh，由v算出从O到B动能增加量，只要满足mgh=，则机械能守恒. 42.（1）用细线拴一小球，让其从某一高度由静止释放，小球在向下摆动的过程中，线的拉力与球运动方向垂直，不做功.因小球运动的速度不太大，空气阻力可以忽略，所以小球在下摆的过程中认为机械能守恒，如图所示.设小球的质量为m，用直尺测出某过程小球下落的高度，用光电门和光电计时器测出小球通过最低点时的速度，便可验证球下摆的过程机械能是否守恒. 还需要的器材有:细线、刻度尺、铁架台、卡尺等. （2）实验步骤: ①用长约1m的细线将金属球悬挂在铁架台的支架上，测量出悬点到球心的距离L，并用卡尺测出小球的直径d； ②将光电门安装在悬点正下方小球恰好经过的位置，并将光电门与光电计时器相连接； ③在小球的释放点立一长直尺，记录小球释放点的高度h； ④将小球由静止释放，记录小球在最低点处穿过光电门用的时间Δt； ⑤改变小球释放的高度，重复上述实验，测出几组数据. （3）产生误差的主要原因是:小球释放点高度的测量和摆线长度的测量不准而导致小球下落的高度差Δh测量不准.改进的方法是设置一个竖直的平面，记录悬点的位置和过悬点的竖直线，让小球在竖直平面内运动，这样便于记录小球的释放位置和下落高度. （4）数据的处理方法是:①测出由悬点到小球释放点的高度h，算出小球下落高度Δh=L-h和小球重力势能的变化ΔE=mg(L-h). ②由小球的直径d和小球通过光电门的时间算出小球在最低点时的速度v=和相应动能增量ΔE=(). 比较ΔE和ΔE的大小，便可验证此过程机械能是否守恒. 解析:一、多选类（共4分）1.选BC.该实验不需要测重物的质量，A错误．为了减小由于空气阻力带来的实验误差，应选用密度较大的重物，B正确．为使打第1个点时的速度为零，实验时应先接通电源，让打点计时器打点后再释放重物，选取第1、2点间的距离约为2mm的纸带，C正确，D错误．2.选AC.物体重力势能减少量为mgh，动能增加量为mv−mv，计算gh和v−v，如果在实验误差允许的范围内gh＝v−v，则机械能守恒定律得到验证．综上应选A、C.3.实验是探究验证性的，不能依据已有本实验验证的结论性的规律来处理解析数据.4.B中，电火花计时器应直插在220V交流电源上，C是不必进行的，D中，应先接通电源，再释放纸带.5.重力大、体积小的物体在下落时，阻力与重力相比较小，故应选体积小、密度大的物体，还应便于夹纸带，通过纸带来研究重物的速度变化、下落高度，故C、D正确.6.无解析7.无解析8.在“验证机械能守恒”实验中，我们只需比较ghn与vn2/2的值即可验证定律是否成立，与重锤质量无关；但是，将重锤质量选得大些，在重锤下落过程中，空气阻力可忽略不计，有利于减小误差. 纸带下落与打点不同步，出现纸带先下落而后打点，此时，纸带上最初两点的点迹间隔较正常时略大，这是因为打第一点时重锤就有了初动能，而我们计算动能增量时，认为初动能为0，因此重锤动能的增量比重锤势能的减少量大.9.实验选择重物时，应使重物的重力远大于空气阻力和纸带受到打点计时器的阻力，因此A、B、D正确.实验中，完全可以不测重物的质量，C不正确.10.由于存在空气阻力，因此测得的动能要小一些.只要在误差范围内相同就可认为机械能守恒. 实验的原理就是利用重物的自由落体运动来验证机械能守恒定律.因此打点计时器所打的第一个点，重物运动的速度应为零.hn与vn分别表示打第n个点时重物下落的高度和对应的瞬时速度. 本实验中，不需要测量重物的质量.因为公式mgh=mv2的两边都有m，故只要gh=v2成立，则mgh=mv2就成立.机械能守恒定律也就被验证了.11.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和动能增加量之间的大小关系，若机械能守恒，则有mgh=成立，两边都有质量，可约去，即验证gh=成立即可，故无需用秒表测量，因此E选项也多余，其余选项都需要，故应选A、E.二、单选类（共2分）1.选D.验证机械能守恒定律，计算速度v不能用v＝gt求解，因为采用此公式就已经默认物体的加速度为g，故A错；而v＝和h＝实际上均可由机械能守恒定律推导得出，故B、C均错．只能根据纸带用平均速度法求某时刻的瞬时速度，故D正确．2.纸带受到较大阻力,重物克服阻力做功设为W,根据动能定理有: mgh-W=mv⊃2; 所以mgh>mv⊃2;.3.本题考查在验证机械能守恒定律的实验中速度的计算问题.计算速度时应根据中间时刻的即时速度等于那一段上的平均速度，在本题中，可以这样表示: v=，正确选项为C.4.无解析5.重物密度大些，相对阻力的影响小一些，如果重物体积太小，纸带在运动过程中容易发生扭曲.三、综合类（共22分）1.无解析1)用打点计时器和纸带记录小车的运动情况，打点计时器是必需的，重锤是必需的，毫米刻度尺用于测量纸带上各计数点到第一个点的距离，是必需的．2)减少的重力势能mg＝增加的动能mv＝m2＝两者在误差许可的范围内，可看做相等．2.无解析1)(1)根据匀变速直线运动的规律，可以求出重物在2点的速度＝m/s＝m/s和重物在5点的速度＝m/s＝m/s，所以动能增加量为Δ＝mv−mv＝J，我们选5点为重力势能参考点，则重力势能减少量为Δ＝mg＝m××＋＋×10−2J＝J.2)显然Δ<Δ，原因是实验中重物要克服阻力做功．由以上可得出实验结论为：在误差允许的范围内，机械能守恒．3)物体机械能守恒，应有物体减少的重力势能转化为增加的动能，即Δ＝mgΔh，可见物体增加的动能与下落的距离成正比，选项C正确．3.无解析1)从图甲中的实验装置中发现，打点计时器接在了“直流”电源上，打点计时器的工作电源是“低压交流电源”．因此，明显的错误是打点计时器不能接在“直流电源”上．2)为了使纸带上打下的第1个点是速度为零的初始点，应该先接通电源，让打点计时器正常工作后，再释放纸带．若先释放纸带，再接通电源，当打点计时器打点时，纸带已经下落，打下的第1个点的速度不为零．因此，为保证重物下落的初速度为零，应先接通电源，再释放纸带．3)根据实验原理，只要验证g＝v即可验证机械能守恒定律．因此需求解v3.根据匀变速直线运动规律关系式可得，＝＝，则有v＝，故只要验证g＝成立，就可验证重物下落过程中机械能守恒．4.无解析1)小球的直径d＝10mm＋×2mm＝mm＝cm.2)小球重力势能的减少量ΔEp＝mgh＝m××＝，动能的增加量Δ＝m2＝，在误差允许范围内，动能的增加量与重力势能的减少量相等，所以在误差允许范围内机械能守恒．由于存在空气摩擦阻力，则小球的实际速度小于理论速度，则导致动能略小于重力势能，所以产生误差的原因为空气对球有摩擦阻力作用．四、填空类（共35分）1.滑块通过光电门的速度＝，＝所以＝(M＋m)v＝(M＋m)2＝(M＋m)v＝(M＋m)2. 系统重力势能的减少量等于托盘和砝码重力势能的减少量Δ＝mgs. 若Δ＝−，则验证了机械能守恒定律．2.C点到O的距离hc=cm，由此可知重力势能减少量为mghc=×××10-2J=J.但不能错误地认为动能增加量也为J.需知验证机械能守恒的实验中，一不能运用机械能守恒；二即使算得了动能增量也不一定等于可用公式vc=来求，式中hBD=hD-hb=cm，T=s，得vc==×10-2m/s=m/s.动能增量为:mvc2=××2J=J3.由于=mgh，则v2/2=gh，所以v2/2是h的一次函数，图线应为过原点的直线，斜率为重力加速度的大小.4.先判定D点的可靠性，即判定sBC-sAB是否等于sCD-sBC.如相等（或在误差范围内），D点就可靠（即在D点之前物体做自由落体运动），就可利用vC=求出C点速度，EkC=mvc2则ΔEp=mgh，h是O到C的距离.故ΔEp=mgh=××6J=由于m/s=s所以ΔEk==××=.5.依据实验原理与步骤以及注意事项直接解析判断即可.选项B中应让重物尽量靠近打点时器，而不是手靠近，选项C中应先通电源，后放纸带，E中不需要称量物体的质量.6.vB=m/s=m/s.ΔEp=mgh=1×××10-2J=JΔEk==×1×J=J7.（1）由于甲图中0、1两点间的距离（mm）接近于2mm，故选甲图. （2）点3所对应的瞬时速度v3=，物体下落的高度为s2，据mgh=知:gs2= 即:T2=8.本实验的目的是验证mgh=，即.由等式可知，图象应是一条过原点的直线，其斜率应等于重力加速度g的值.9.从B→C的过程ΔEp减=mgh，ΔEk增=，所以需验证的表达式为mgh=.10.先判定D点的可靠性，即判定sBC-sAB是否等于sCD-sBC.如相等（或在误差范围内），D点就可靠（即在D点之前物体做自由落体运动），就可利用vC=求出C点速度，Ekc=.则ΔEp=mgh，h是O到C的距离.故ΔEp=mgh=××6J=J由于vc=m/s=m/s所以ΔEk=××J=J11.纸带记录的是物体在不同时刻的位置，打点5时物体的速度v5=,Ek=Ep=mgS5,比较Ek和Ep是否相等来验证机械能是否守恒12.a=v5=因6号计数点无法求出瞬时速度，所以我们选第0号和第5号计数点之间的过程为研究对象.13.注意刻度尺的估读.m的具体数值未知，可在表达式中保留.最小刻度为毫米的刻度尺应估读到毫米的下一位，故不符合有效数字要求的是OC的测量值cm，应该写成cm.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ΔEp=mg·OB=m×××10-2J≈J，这时它的动能为:EkB=()2J≈J.14.先求出重物下落的距离和获得的速度，再求重物重力势能的减少量和动能的增加量.C点至O点的距离hc=cm=6m，故重物由O点运动到C点重力势能的减少量为:ΔEp=mghc=1××6J≈J. 重物过C点的瞬时速度:vC=m/s=m/s， 故重物由O点运动到C点动能的增加量为:ΔEk=×1×J≈J.15.ΔEp=mgΔhΔEk=.16.无解析17.无解析18.无解析19.无解析20.依据实验原理与步骤直接解析判断即可.21.无解析22.依据试验原理与步骤直接解析判断即可.23.通过实验原理可知，重锤下落高度要用毫米刻度尺直接量出，下落这一高度时对应的速度用平均速度求出，故需用工具测量的是C，通过计算得到的是D.24.上述实验步骤中错误的是E和I，因为实验中不需要测定时间，打点计时器应使用低压交流电源. 可有可无的实验步骤是A. 其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列是:J、G、B、H、D、C、F.五、简答类（共0分）1.(1)因为挡光框宽度很小l=3cm，而滑块通过挡光框的时间极短，故可以认为滑块在挡光框间做匀速运动，则通过两挡光框时的平均速度就等于通过G1和G2两位置的瞬时速度v=；由相似三角形可得，解得h=s，H、L、s都是事先设定的． (2)v1=m/s=m/s v2=m/s=m/s 动能增加量ΔEk=m(v22-v12) 代入数据得ΔEk=J h=s=×m=m 重力势能减少量ΔEp=mgh 代入数据得ΔEp=J 故在实验误差允许的范围内可认为机械能守恒．2.根据得 v=m/s≈s B点的动能为E=mv⊃2;=×1×（）J≈ 重锤的势能减少量为ΔE=mgh=1×××10J≈ 因为mgh=mv⊃2;，故v∝h，作出的v-h图线应为过原点的直线，正确选项为C.3.无解析4.通过打点计时器打出的点，我们就可以确定物体下落的时间，因此无需使用秒表.打点计时器使用的是低压交流电源，不能使用低压直流电源.验证机械能守恒时，公式mgh=mv⊃2;两边物体的质量可以消去，因此不需要使用天平称量物体的质量.为确定打点计时器的限位孔是否处于竖直状态，要采用铅垂线，测量下落的高度要使用刻度尺.5.（1）由a=得a=m/s=s⊃2; 由牛顿第二定律有mg-F=ma 所以平均阻力F=mg-ma=m(g-a)=× (2)由题知mv⊃2;>mgh，即v⊃2;>gh，与m无关，故A错误.因阻力是难免的，只会是Ep，故自编实验数据是可能的，B正确.因计算速度的公式为 v=(s+s)，如果当实际打点频率小于50Hz时，而计算时若仍按50Hz计算，则会使速度偏大，造成动能大于势能的结果，故C正确.阻力过大只会出现动能的增加量小于势能的减少量，故D错误.在“验证机械