人教版（2019）必修2《8.5 实验：验证机械能守恒定律》2020年同步练习卷（1）

• 1．如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。
  （1）（多选）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和通过计算得到的有

  。
  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
  （2）有同学按以下步骤进行实验操作：
  A．用天平称出重锤和夹子的质量。
  B．固定好打点计时器，将连着重锤的纸带穿过限位孔，用手提住，且让手尽量靠近打点计时器。
  C．松开纸带，接通电源，开始打点。并如此重复多次，以得到几条打点纸带。
  D．取下纸带，挑选点迹清晰的纸带，记下起始点O，在距离O点较近处选择连续几个计数点（或计时点），并计算出各点的速度值。
  E．测出各点到O点的距离，即得到重锤下落的高度。
  F．计算出mgh_n和

  1

  2

  mv

  2

  n

  ，看两者是否相等。
  在以上步骤中，不必要的步骤是

  ；有错误或不妥的步骤是

  （填写代表字母）；更正情况是
  ①

  ；
  ②

  ；
  ③

  ；
  ④

  。
  （3）实验时，应使打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上，这样做可以

  （选填“消除”“减小”或“增大”）纸带与限位孔之间的摩擦。
  （4）在实际测量中，重物减少的重力势能通常会

  （选填“略大于”“等于”或“略小于”）增加的动能。
  组卷：30引用：2难度：0.6

  解析

• 2．在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中：
  （1）有下列器材可供选用：重锤，铁架台，天平，秒表，电磁打点计时器，复写纸，纸带，低压直流电源．其中不必要的器材有

  ；缺少的器材是

  ．
  （2）实验中用打点计时器打出的纸带如图，其中，A为打下的第1个点，C、D、E、F为距A较远的连续选取的四个点（其他点未标出）．用刻度尺量出C、D、E、F到A的距离分别为s₁=20.06cm,s₂=24.20cm,s₃=28.66cm,s₄=33.60cm.重锤的质量为m=1.00kg；打点周期为T=0.02s；实验地点的重力加速度为g=9.80m/s2．为了验证打下A点到打下D点过程中重锤的机械能守恒，应计算出：打下D点时重锤的速度v=

  （用题予字符表达）=

  m/s,重锤重力势能的减少量ΔEp=

  （用题予字符表达）=

  J，重锤动能的增加量ΔE_p=

  （用题予字符表达）=

  J．（小数点后保留2位有效数字）
  组卷：29引用：4难度：0.7

  解析

• 3．某实验小组利用如图装置来验证机械能守恒定律。在气垫导轨上固定两个光电门，光电门连接数字毫秒计，滑块上固定宽度为d遮光条。把导轨的右端垫高，测出倾角为θ．已知当地重力加速度为g。
  （1）实验时，将滑块从某处由静止释放，滑块遮光条通过某光电门的时间Δt,则滑块通过光电门的瞬时速度

  。
  （2）若通过光电门1和2的速度分别为v₁和v₂，还需要测量

  （并给这个物理量赋予字母），满足表达式

  说明机械能守恒。
  （3）完成（2）问所述测量，将滑块从

  （选填“同一”或“不同”）位置释放，测出滑块经过光电门1、2的速度v₁、v₂．以L为横坐标，以v

  2

  2

  -v

  2

  1

  为纵坐标，把所得的实验数据描点，得到一条斜率为

  、截距为

  的图线，说明机械能守恒。
  组卷：61引用：4难度：0.8

  解析

• 4．某同学利用如图所示装置验证机械能守恒定律，

  1

  4

  圆弧轨道竖直放置，轨道边缘标有表示圆心角的刻度，轨道最低点装置装有压力传感器．现将小球置于轨道上θ刻度处由静止释放，当其通过位置时，读出压力传感器的示数F，已知当地重力加速度为g.
  （1）为验证小球在沿轨道下滑过程中机械能守恒，实验中还必须测量的物理量有

  ；
  A．轨道的半径R
  B．小球的质量m
  C．每次小球释放点离地面的高度h
  D．每次小球在轨道上运动的时间t
  （2）根据实验测得的物理量，写出小球在运动过程中机械能守恒应满足的关系式F=

  ．
  （3）写出一条提高实验精度的建议

  ．
  组卷：51引用：5难度：0.5

  解析

• 5．如图所示装置可用来验证机械能守恒定律．摆锤A栓在长L的轻绳一端，另一端固定在O点，在A上放一个小铁片，现将摆锤拉起，使绳偏离竖直方向成θ角时由静止开始释放摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直挡板P阻挡而停止运动，之后铁片将飞离摆锤而做平抛运动．
  ①为了验证摆锤在运动中机械能守恒，必须求出摆锤在最低点的速度．为了求出这一速度，实验中还应该测量哪些物理量？

  
  ②根据测得的物理量表示摆锤在最低点的速度v=

  ．
  ③根据已知的和测得的物理量，写出摆锤在运动中机械能守恒的关系式为

  ．
  组卷：116引用：18难度：0.7

  解析

• 14．某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．弧形轨道末端水平，离地面的高度为H．将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s.
  
  （1）若轨道完全光滑，s²与h的理论关系应满足s²=

  （用H、h表示）．
  （2）该同学经实验测量得到一组数据，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

  请在坐标纸上作出s²-h关系图．
  （3）对比实验结果与理论计算得到的s²--h关系图线（图中已画出），自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率

  （填“小于”或“大于”）理论值．
  （4）从s²-h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是

  ．
  组卷：723引用：48难度：0.5

  解析

• 15．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图所示：
  
  （1）实验步骤
  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用游标卡尺测量挡光条的宽度l=9.30mm；
  ③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s=

  cm；
  ④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；
  ⑤从数字计时器（图中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间Δt₁和Δt₂；
  ⑥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.
  （2）用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式
  ①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v₁=

  和v₂=

  ．
  ②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为E_k1=

  和E_k2=

  ．
  ③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ΔE_p=

  （重力加速度为g）．
  （3）如果ΔE_p=

  ，则可认为验证了机械能守恒定律．
  组卷：97引用：10难度：0.5

  解析