实验：验证机械能守恒定律练习

《验证机械能守恒定律》一、实验题1.利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一水平的气垫导轨，导轨上A点处有一滑块，其质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连。

调节细绳的长度使每次实验时滑块运动到B点处与劲度系数为k的弹簧接触时小球恰好落地，测出每次弹簧的压缩量x，如果在B 点的正上方安装一个速度传感器，用来测定滑块到达B点的速度，发现速度v与弹簧的压缩量x成正比，作出速度v随弹簧压缩量x变化的图象如图乙所示，测得图象的斜率。

在某次实验中，某同学没有开启速度传感器，但测出了A、B两点间的距离为L，弹簧的压缩量为，重力加速度用g表示，则：滑块从A处到达B处时，滑块和小球组成的系统动能增加量可表示为______，系统的重力势能减少量可表示为______，在误差允许的范围内，若则可认为系统的机械能守恒。

用题中字母表示在实验中，该同学测得，弹簧的劲度系数，并改变A、B间的距离L，作出的图象如图丙所示，则重力加速度______。

2.某实验小组进行“验证机械能守恒定律”的实验．甲同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，将电火花计时器固定在铁架台上，把纸带的下端固定在重锤上，纸带穿过电火花计时器，上端用纸带夹夹住，接通电源后释放纸带，纸带上打出一系列的点，所用电源的频率为，实验中该同学得到一条点迹清晰的纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点．纸带连续的计时点A、B、C、D至第1个点O的距离如图所示，已知重锤的质量为，当地的重力加速度为，从起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为______J，重锤动能的增加量为__________J，从以上数据可以得到的结论是__________结果保留3位有效数字．乙同学利用上述实验装置测定当地的重力加速度．他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图所示的图线．由于图线明显偏离原点，若测量和计算都没有问题，在实验的操作上其原因可能是__________乙同学测出该图线的斜率为k，如果阻力不可忽略，则当地的重力加速度g__________选填“大于”、“等于”或“小于”．丙同学用如图所示的气垫导轨装置来验证机械能守恒定律，由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L，窄遮光板的宽度为d，窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为、，滑块在气垫导轨上运动时空气阻力不计，为验证机械能守恒定律，还需测量的物理量是，机械能守恒的表达式为3.某研究生学习小组为了研究“两小球碰撞过程中动能的损失率”即碰撞中系统动能的损失与系统碰撞前初动能的比值，设计了如图所示的装置进行如下的实验操作：Ⅰ先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在木板上留下痕迹O；Ⅱ将木板向右平移适当的距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞在木板上得到痕迹B；Ⅲ然后把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从原固定位置由静止开始滚下与小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C：Ⅳ用天平测量a、b两小球的质量分别为、，用刻度尺测量纸上O点到A、B、C三点的距离分别为、和．本实验中所选用的两小球质量关系为________填“”、“”或“”；用本实验中所测得的量表示，其表达式为________________．4.用如图所示装置可验证机械能守恒定律，轻绳两端系着质量相等的物块A、B，物块B上放一金属片C，铁架台上固定一金属圆环，圆环处在物块B的正下方。

2020届高三高考二轮复习专项练习实验：验证机械能守恒定律一、实验题1．如图（甲）所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为d 、质量为m 的金属小球由A 处从静止释放,下落过程中能通过A 处正下方、固定于B 处的光电门，测得A 、B 间的距离为H （H >>d ），光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t ，当地的重力加速度为g ．则：（1）如图（乙）所示，用游标卡尺测得小球的直径d =________mm ．（2）小球经过光电门B 时的速度表达式为__________．（3）多次改变高度H ，重复上述实验，作出随H 的变化图象如图（丙）所示，当图中已知量t 0、H 0和重力加速度g 及小球的直径d 满足以下表达式：_______时，可判断小球下落过程中机械能守恒．2．某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。

B 处固定着一光电门，带有宽度为d 的遮光条的滑块，其总质量为M ，质量为:的钩码通过细线与滑块连接。

现将滑块从A 处由静止释放，遮光条经过光电门时的挡光时间为t ，已知A 、B 之间的距离为L ，重力加速度为g 。

(1)某同学用螺旋测微器测遮光条的宽度，其示数如图乙所示，则d =_______mm 。

(2)调整光电门的位置，使滑块通过B 点时钩码没有落地，则滑块由A 点运动到B 点的过程中，系统重力势能的减少量为p E ∆=_____，系统动能的增加量为k E ∆=_______。

比较p E ∆和k E ∆,若在实验误差允许的范围内相等，即可认为系统机械能守恒（以上结果均用题中所给字母表示）。

3．某实验小组设计了如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，其主要步骤如下：（1）物块P、Q用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，P底端固定了一竖直宽度为d的轻质遮光条。

托住P，使系统处于静止状态（如图所示），用刻度尺测出遮光条所在位置A与固定在铁架台上的光电门B之间的高度h。

7.9 实验：验证机械能守恒定律1．用自由落体法验证机械能守恒定律，下面哪些测量工具是必需的( )A ．天平B ．弹簧测力计C ．刻度尺D ．秒表2．某位同学做“验证机械能守恒定律”的实验，下列操作步骤中正确的是( )A ．把电磁打点计时器固定在铁架台上，并用导线连接到低压交流电源上B ．将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度C ．先释放纸带，再接通电源D ．更换纸带，重复实验，根据记录处理数据3．为测量速度及高度而选择纸带时，较为理想的纸带具备的特点是( )A ．点迹小而清晰的B ．点迹粗的C ．第一、二点距离接近2 mm 的D ．纸带长度较长的(60～80 cm)4．在做“验证机械能守恒定律”的实验时，发现重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的原因是( )A ．选用重锤的质量过大B ．选用重锤的质量过小C ．空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力D ．实验时操作不仔细，实验数据测量不准确5．(2010年高考四川卷)有4条用打点计时器(所用交流电频率为50 Hz)打出的纸带A 、B 、C 、D ，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的，为找出该纸带，某同学在每条纸带上选取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为x 1、x 2、x 3.请你根据下列x 1、x 2、x 3的测量结果确定该纸带为(已知当地的重力加速度为9.791 m/s 2)( )A ．61.0 mm 65.8 mm 70.7 mmB ．41.2 mm 45.1 mm 53.0 mmC ．49.6 mm 53.5 mm 57.3 mmD ．60.5 mm 61.0 mm 60.6 mm6．如图所示的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 n ＝gnTB ．n 点是第n 个点，则v n ＝g (n －1)TC ．n 点是第n 个点，则v n ＝x n ＋x n ＋12TD ．n 点是第n 个点，则v n ＝h n ＋1－h n －12T7．(1)在用落体法验证机械能守恒定律的实验中：所用重锤的质量m ＝500 g ，打点计时器所用电源频率为50 Hz ，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 B ＝________m/s ，从开始下落到打B 点时，重锤的势能减少量是________J(g 取10 m/s 2，计算结果取两位有效数字)．(2)根据纸带算出各点的速度v ，量出从O 点下落的距离h ，则以v 2为纵轴，以h 为横轴，画出的v 2－h 图线应为________8．如图所示，两个质量分别为m 1和m 2的小物块A 和B ，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1>m 2.现要利用此装置验证机械能守恒定律．(1)若选定物块A 从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有________．(在横线上填入选项前的编号)①物块的质量m 1、m 2；②物块A 下落的距离及下落这段距离所用的时间；③物块B 上升的距离及上升这段距离所用的时间；④绳子的长度．(2)为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出了以下建议：①绳的质量要轻；②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；④两个物块的质量之差要尽可能小．以上建议中确实对提高准确程度有用的是________．(在横线上填入选项前的编号)(3)写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议：____________________________________________________________________.9．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7－9－11所示用垫块把导轨一端垫高H .滑块m 上面装l ＝3 cm 的挡光框，使它由轨道上端任一处滑下，测出它通过光电门G 1和G 2时的时间Δt 1，和Δt 2，就可以算它通过G 1和G 2时的速度v 1和v 2，就可以算出它由G 1到G 2这段过程中动能的增加量ΔE k ＝12m (v 22－v 12)；再算出重力势能的减少量ΔE p ＝mgh ，比较ΔE k 与ΔE p 的大小，便可验证机械能是否守恒．(1)滑块的速度v1、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＝1 m，s＝0.5 m，H＝20 cm，m＝500 g，滑块通过G1和G2的时间分别为5.0×10－2s和2.0×10－2s，当地重力加速度g＝9.80 m/s2，试判断机械能是否守恒．参考答案1．解析：选C.验证机械能守恒定律的实验中，需用刻度尺测量计数点之间的距离，不需用天平测出重物的质量，也不需用秒表和弹簧测力计，故正确答案为C.2．解析：选ABD.在做“验证机械能守恒定律”的实验时，应先接通电源，后释放纸带，以保证打第一个点时纸带的初速度为零，故只有C 错误，A 、B 、D 均正确．3．解析：选ACD.点迹小而清晰的纸带在测量时产生的误差小，计算结果准确，所以A 对，B 错；根据实验需验证的关系是mgh ＝12m v 2，其中h 应是从静止开始下落的高度，而重物从静止开始下落的第一个0.02 s(打点时间间隔)内所下落的高度为h 1＝12gt 21＝12×9.8×0.022 m ≈0.002 m ＝2 mm. 因此，纸带上第一、二两点间的距离接近2 mm ，表示在打第一个点的瞬时重物开始下落，C 对；在用直尺量取计数点间距时，距离越大，读数的相对误差越小，故D 对．4．解析：选C.在重锤下落过程中，重锤需克服空气的阻力及打点计时器对纸带的阻力做功，重锤减少的重力势能在克服阻力做功的过程中消耗掉一部分，因此重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，故只有C 是正确的．5．解析：选C.验证机械能守恒采用重锤的自由落体运动实现，所以相邻的0.02 s 内的位移增加量为Δx ＝gT 2＝9.791×0.022 mm ≈3.9 mm.6．解析：选CD.做匀变速直线运动的物体，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，所以n 点的速度等于(n －1)到(n ＋1)之间的平均速度，所以A 、B 错误，C 、D 正确．7．解析：(1)v B ＝OC －OA 2T ＝(50.2－18.6)2×0.02×10－3 m/s ＝0.79 m/s ΔE p ＝mg OB ＝0.16 J.(2)由mgh ＝12m v 2有v 2＝2gh ，故应选C. 答案：(1)0.79 0.16 (2)C8．解析：(1)A 、B 组成的系统机械能守恒的表达式为(m 1－m 2)gl ＝12(m 1＋m 2)v 2，其中l ＝v 2t (l 表示A 下降或B 上升的距离，t 为A 下降或B 上升的时间)，故验证机械能守恒的表达式为(m 1－m 2)gl ＝12(m 1＋m 2)(2l t)2，测量的物理量为m 1、m 2、l 、t ，故应选①②或①③.(2)由上述分析可见，没有考虑软绳机械能的变化，故采用轻绳以忽略绳的机械能，计算A 、B 速度时考虑的是二者沿绳方向的速度，故应保持两物块只沿竖直方向运动，不要摇晃．绳的长短与m 1和m 2的质量关系对实验无影响，故选①③.(3)可从实验条件和测量的量出发考虑问题：如“对同一高度进行多次测量取平均值”，以减小偶然误差；“选取受力后相对伸长量小的绳子”，以忽略绳势能的变化，且使A 、B 运动的距离相同．答案：见解析9．解析：(1)因为挡光框宽度很小(l ＝3 cm)，挡光框通过光电门的时间极短，故可以认为挡光框通过光电门的平均速度等于通过G 1和G 2两位置的瞬时速度v ＝l Δt；由相似原理，可得h s ＝H L ，便可求得h ＝H L s ，H 、l 、s 都是事先设定的．(2)v 1＝l Δt 1＝3×10－25×10－2m/s ＝0.6 m/s ，v 2＝l Δt 2＝3×10－22×10－2m/s ＝1.5 m/s ，动能增加量ΔE k ＝12m (v 22－v 21)＝12×0.5×(1.52－0.62)J ≈0.473 J ．h ＝H L s ＝0.21×0.5 m ＝0.1 m ，势能减少量ΔE p ＝mgh ＝0.5×9.80×0.1 J ＝0.490 J ，在误差允许范围内可认为机械能守恒．答案：见解析。

实验练7验证机械能守恒定律1.(浙江台州期末)某实验小组利用如图甲所示的装置验证系统机械能守恒定律,已知弹簧的劲度系数为k,原长为L0,钩码的质量为m。

已知弹簧的kx2,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量,弹性势能表达式为E p=12当地的重力加速度大小为g。

甲(1)要完成该实验,除了图甲中器材以外,还必需的器材是。

A.低压直流电源B.刻度尺C.秒表(2)在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置,此时弹簧的长度为L。

接通打点计时器电源,从静止释放钩码,弹簧收缩,得到了一条点迹清晰的纸带。

钩码加速上升阶段的部分纸带如图乙所示,纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T(在误差允许范围内,认为释放钩码的同时打出A点)。

从打下A 点到打下F点时间内,弹簧的弹性势能减少量为。

乙丙计算F点对应的速度,但小组内另(3)实验小组中的小王同学利用v F=h6-h42T一位同学却认为钩码的运动并非匀加速运动,故此计算方法存在误差,计算值比真实值(选填“偏大”或“偏小”)。

(4)利用计算机软件对实验数据进行处理,得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系如图丙所示。

由图丙可知,随着h增加,两条曲线在纵向的间隔逐渐变大,可能原因是。

2.(浙江温州二模)(1)在下列实验中,需要用到打点计时器的有。

A.探究平抛运动的特点B.探究加速度与力、质量的关系C.用单摆测重力加速度大小D.探究向心力大小表达式(2)在验证机械能守恒定律的实验中,实验装置如图1所示。

按照正确操作得到如图2所示的纸带。

其中打O点时释放物体,计数点A、B、C是打点计时器连续打下的三个点。

已知打点计时器的电源频率为50 Hz,重物质量为200 g,当地重力加速度g取9.80 m/s2。

①实验桌上放着如图3所示的三个物体甲、乙、丙,则实验装置中的重物应选择(选填“甲”“乙”或“丙”)。

②在纸带OB段,重物的重力势能减少量为 J(结果保留三位有效数字)。

1.(2024·辽宁沈阳市第二十中学模拟)在“利用自由落体运动验证机械能守恒定律”实验中(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________。

A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量和势能变化量C．速度变化量和高度变化量(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、刻度尺、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是________。

A．交流电源B．天平(含砝码)(3)某同学选用一质量为m＝0.4 kg的重物，按照正确的操作选得纸带如图所示，其中O是起始点，量得连续五个计时点A、B、C、D、E到O点的距离，打点频率为50 Hz，已知当地重力加速度为g＝9.8 m/s2，则打下C点时重物的速度大小是__________ m/s，O点到C点的这段时间内重物重力势能的减少量为__________ J。

(结果均保留两位有效数字)(4)该同学用两个质量分别为m1、m2的重物P和Q分别进行实验，多次记录下落高度h和相应的速度大小v，作出的v2－h图像如图所示。

对比图像分析正确的是__________。

A．阻力可能为零B．阻力不可能为零C．m1可能等于m2D．m1小于m22．(2021·海南卷·15)为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如图所示的气垫导轨装置(包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计)进行实验。

此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。

(1)某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是________；①在导轨上选择两个适当的位置A 、B 安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字毫秒计；②用天平测量滑块和遮光条的总质量m ；③用游标卡尺测量遮光条的宽度d ；④通过导轨上的标尺测出A 、B 之间的距离l ；⑤调整好气垫导轨的倾斜状态；⑥将滑块从光电门Ⅰ左侧某处，由静止开始释放，从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间Δt 1、Δt 2；⑦用刻度尺分别测量A 、B 点到水平桌面的高度h 1、h 2；⑧改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤⑤⑥⑦，完成多次测量。

高考物理专题 验证机械能守恒定律（含答案）1. 在“用DIS 研究机械能守恒定律”的实验中，用到的传感器是 传感器。

若摆锤直径的测量值大于其真实值会造成摆锤动能的测量值偏 。

（选填：“大”或“小”）。

【答案】光电门；大【解析】在实验中，摆锤的速度通过光电门进行测量，测量的速度是通过小球直径d 与挡光时间的比值进行计算，为：dv t=∆，当摆锤直径测量值大于真实值时，小球直径d 会变大，导致计算出的小球速度变大，故小球动能也会变大。

2. 如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。

①对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是______________。

A ．重物选用质量和密度较大的金属锤 B ．两限位孔在同一竖直面内上下对正 C ．精确测量出重物的质量D ．用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz 的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。

纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O 点为纸带上打出的第一个点。

重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有____________。

A ．OA 、AD 和EG 的长度 B ．OC 、BC 和CD 的长度 C ．BD 、CF 和EG 的长度 C ．AC 、BD 和EG 的长度 【答案】①AB ； ②BC 。

【解析】①重物选用质量和密度较大的金属锤，减小空气阻力，以减小误差，故A 正确；两限位孔在同一竖直面内上下对正，减小纸带和打点计时器之间的阻力，以减小误差，故B 正确；验证机械能守恒定律的原理是：21222121mv mv mgh -=，重物质量可以消去，无需精确测量出重物的质量，故C 错误；用手拉稳纸带，而不是托住重物，接通电源后，撒手释放纸带，故D 错误。

4.6实验：验证机械能守恒定律达标作业（解析版)1．用图示装置验证机械能守恒定律，由于安装不到位，电火花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的阻力，这样实验造成的结果是（）A．重力势能的减小量明显大于动能的增加量B．重力势能的减小量明显小于动能的增加量C．重力势能的减小量等于动能的增加量D．以上几种情况都有可能2．如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤.回答下列问题：(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有________.(填入正确选项前的字母) A．米尺B．秒表C．低压直流电源D．低压交流电源(2)实验中产生误差的原因有：_________(写出两个原因即可).(3)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，这样将造成________.A ．不清楚B ．mgh >12mv 2C ．mgh <12mv 2D ．mgh ＝12mv 2 3．在研究重物自由下落过程中机械能守恒的实验中，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v B 、v C ，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（____）A ．22CB gh v v =-B ． 221122C B gh v v =- C ．C B v v aT =+D ． 222C B v v gh +=4．用如图所示的装置来验证机械能守恒定律，A 为装有挡光片的钩码，挡光片宽度为b ，轻绳跨过光滑轻质定滑轮与A 和重物B 相连，A 的质量是B 的质量的3倍，A 、B 静止时挡光片上端到光电门的距离为h (h>>b )。

由静止释放B 后，挡光片经过光电门的挡光时间为t ，重力加速度为g .(1)实验中，将挡光片通过光电门的平均速度当作A 下落h 时的瞬时速度，该速度表达式为____________(用题中所给字母表示)。

2020年高考物理备考：专题练习卷---实验：验证机械能守恒定律1．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 ．重物质量的称量不会造成较大误差 B ．重物质量选用得大些，有利于减小误差 C ．重物质量选用得较小些，有利于减小误差 D ．纸带下落和打点不同步会造成较大误差 【答案】BD【解析】验证机械能守恒，即验证减少的重力势能是否等于增加的动能即mgh ＝12mv 2，其中质量可以约去，没必要测量重物质量，A 错误；当重物质量大一些时，空气阻力可以忽略，B 正确，C 错误；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，用此纸带进行数据处理，其结果是重物在打第一个点时就有了初动能，因此重物动能的增加量比重物重力势能的减少量大，D 正确。

2．利用图实所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，其中正确的方案是( )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 ＝2gh 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，计算出瞬时速度v ，并通过h ＝v 22g计算得出高度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v 【答案】D【解析】利用g 求v 和h ，相当于利用机械能守恒验证机械能守恒，A 、B 、C 错误，D 正确。

3．在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m ＝1.00 kg 的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示。

O 为第一个点，A 、B 、C 为从合适位置开始选取连续点中的三个点。

人教版高中物理必修二《实验题》专项练习题（含答案）1．图甲为验证机械能守恒定律的装置。

一根轻细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A 点，光电门固定在A 的正下方。

在钢球底部竖直地粘住一片质量不计、宽度为d 的遮光条。

将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t 可由计时器测出。

记录钢球每次下落的高度h 和计时器示数t 。

（1）用∆E p =mgh 计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h 应测量释放时的钢球球心到_________之间的竖直距离。

A ．钢球在A 点时的顶端B ．钢球在A 点时的球心C ．钢球在A 点时的底端（2）用2k 12E mv ∆=计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图乙所示，则遮光条宽度为________cm ，某次测量中，计时器的示数为0.0150 s ，则钢球的速度为v =______m/s （结果保留三位有效数字）。

（3）计算并比较钢球在释放点和A 点之间的势能变化大小∆E p 与动能变化大小∆E k ，发现钢球动能变化大小∆E k 大于势能变化大小∆E p ，则主要原因是________________________________。

2．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，如图所标数据为实际距离．（当地重力加速度g="9.8" m/s 2，小球质量m="2" kg ，结果保留三位有效数字）（1）小球从位置B到位置E，重力势能增量ΔE P=_ J.动能减少量ΔE k= J；（2）在误差允许的范围内，若△E P与△E K近似相等，即可验证了机械能守恒定律．由上述计算得△E P△E K（选填“<”“>”或“=”）．造成这种结果的主要原因是．3．在“研究平抛物体的运动”的实验中，得到的轨迹如图所示，其中O点为平抛运动的起点．根据平抛运动的规律及图中给出的数据，可计算出小球平抛的初速度v0=________m/s.(g取9.8m/s2)4．(1)一个学生做“研究平抛运动”实验时描出了如图所示的几个实验点，实验点B产生偏差较大的原因可能是（）A．小球滚下的高度较其他各次高B．小球滚下的高度较其他各次低C．小球在运动中遇到其他各次没有遇到的阻碍D．小球开始滚下时，实验者已给它一个初速度（2）安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是______ A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小B．保证小球飞出时，初速度水平C．保证小球在空中运动的时间每次都相等D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线5．用如图所示装置做“功与速度变化的关系”的实验．实验中，小车碰到制动挡板时，钩码尚未到达地面．(1)为了使细绳的拉力等于小车所受的合外力，以下操作必要的是__________（选填选项前的字母）A．在未挂钩码时，将木板的右端垫高以平衡摩擦力B．在悬挂钩码后，将木板的右端垫高以平衡摩擦力C．调节木板左端定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行D．所加钩码的质量尽量大一些(2)如图是某次实验中打出纸带的一部分．O、A、B、C为4个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出，所用交流电源的频率为50Hz．通过测量，可知打点计时器打B点时小车的速度大小为__________m/s．(3)甲同学经过认真、规范地操作，得到一条点迹清晰的纸带．他把小车开始运动时打下的点记为O，再依次在纸带上取等时间间隔的1、2、3、4、5、6等多个计数点，可获得各计数点到O的距离s及打下各计数点时小车的瞬时速度v．如图是根据这些实验数据绘出的2v s -图象．已知此次实验中钩码的总质量为0.015kg ，小车中砝码的总质量为0.100kg ，取重力加速度29.8m /s g =，则由图象可知小车的质量为__________ kg ．（结果保留二位有效数字）6．用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。

高中物理必修二期中期末模拟题汇编 专题13 实验：验证机械能守恒定律1.(2019-2020学年·山东省青州实验中学高一下学期月考) “验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示采用重物自由下落的方法：(1)实验中，下面哪种测量工具是必需的____。

A ．天平 B ．直流电源 C ．刻度尺D ．秒表(2)已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz ，当地的重力加速度g ＝9.80 m/s 2，所用重物的质量为200 g 。

实验中选取一条符合实验要求的纸带如下图所示，O 为纸带下落的起始点，A 、B 、C 为纸带上选取的三个连续点。

计算B 点瞬时速度时，甲同学用v 2B ＝2gx OB ，乙同学用v B ＝x AC2T ，其中所选方法正确的是____(选填“甲”或“乙”)同学，由此求得打B 点重物速度v B ＝____m/s 。

(结果保留三位有效数字)(3)实验中，发现重物减少的势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的主要原因是________________。

【答案】（1）C ；（2）乙；1.92；（3）克服空气对重物和打点计时器对纸带的阻力做功【解析】：(1)根据实验原理，需要验证下列方程成立mgh ＝12mv 2，即gh ＝12v 2，则不需要天平，v 由打点计时器打下的纸带测出，不需要秒表，电火花计时器工作电压为220 V 交流电源，故不需要电流电源，纸带处理需要刻度尺。

(2)物体由静止开始自由下落过程中受到空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力作用，不是自由落体运动，v 2B ＝2gx OB ，是自由落体运动的公式，故甲同学错误。

打B 点重物速度v B ＝x AC 2T ＝0.232 3－0.155 52×0.02m/s ＝1.92 m/s(3)重物下落过程中，克服空气阻力和打点计时器对纸带的阻力做功。

2.(2019-2020学年·云南省大理三中高一下学期检测)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。