人教新课标版高考物理一轮复习 7.9实验验证机械能守恒定律 限时过关练（解析版）

2020年高考物理一轮复习限时过关练：7.9实验验证机械能守

恒定律（解析版)

1．为了验证机械能守恒定律，同学们设计了如图甲所示的实验装置： （1）实验时，一组同学进行了如下操作：

①用天平分别测出重物A、B的质量M1和M2 (A的质量含挡光片、B的质量含挂钩，且M2>M1)，用螺旋测微器测出挡光片的宽度d，测量结果如图丙所示，则d=___mm； ②将重物A、B用绳连接后，跨放在定滑轮上，一个同学用手托住重物B，另一个同学测量出____(填“A的上表面”“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h，之后释放重物B使其由静止开始下落； ③记录挡光片经过光电门的时间Δt。

（2）如果系统(重物A、B)的机械能守恒，应满足的关系式为____ (用质量M1、M2，重力加速度为g，经过光电门的时间为Δt，挡光片的宽度d和距离h表示结果)。 （3）实验进行过程中，有同学对实验作了改进，如图乙所示，在B的下面挂上质量为m的钩码，让M1=M2=m，经过光电门的速度用v表示，距离用h表示，仍释放重物B

v2=_____(已知重力加速度为g)。 使其由静止开始下落，若系统的机械能守恒，则有2h （4）为提高实验结果的准确程度，以下建议中确实对提高准确程度有作用的是（______）A.绳的质量要轻且尽可能光滑 B.在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好 C.尽量保证重物只沿竖直方向运动，不要摇晃 D.挡光片的宽度越小越好

2．在“验证机械能守恒定律”的实验中：若实验中所用重物的质量为m，某次实验打出

的一条纸带如图所示．在纸带上选取五个连续的点A、B、C、D和E，量得相邻点间的距离分别为s1,s2,s3,s4，当地的重力加速度为g．本实验所用电源的频率为f．从打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能减小量△Ep=______，重锤动能增加量△Ek=_____。在误差允许的范围内，通过比较就可以验证重物下落过程中机械能是否守恒．

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＝1.00kg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。已知打点计时器每

2

隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为g＝9.80m/s，那么：

(1)根据图所得的数据，应取图中O点到_____点来验证机械能守恒定律；

(2)从O点到(1)问中所取的点，重物重力势能的减少量△Ep＝_____J，动能增加量△Ek＝_____J（结果取三位有效数字）；

(3)若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以v为纵轴，以h为横轴画出的图象是如图中的_____。

2

A. B. C. D.

4．为验证物体自由落体过程中的机械能守恒，某同学利用DIS设计了一个实验，实验装置如图甲所示，A为电磁铁，B为光电门，有一直径为d、质量为m的金属小球通过电磁铁从A处由静止释放，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间的高度差为H，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，且小球直径d远小于H．则：

（1）用螺旋测微器测得小球的直径d如图乙所示，则d=________mm；

（2）若小球经过光电门的时间t=0.00251s，则速度vB=________m/s（结果保留两位有效数字）；

（3）多次改变H，重复上述实验，作出

1-H图象如图丙所示，若小球下落过程中机械t2能守恒，则图线斜率k=________（用已知量g、d表示）；

（4）实验发现小球动能增加量△Ek总是稍小于重力势能减少量△Ep，增加下落高度后，重力势能减少量与动能增加量的差值△Ep-△Ek将_______（选填“增加”“减少”或“不变”）．

5．（1）螺旋测微器和游标卡尺如下图所示，它们的读数是________mm、_________mm.

（2）某同学用如图所示的装置测定重力加速度：实验中所用电源的频率为50Hz，实验中在纸带上连续打出点1、2、3、…、9，如图所示，由纸带所示数据可算出实验时重

2物下落的加速度为_______m/s．（结果保留三位有效数字）

（3）下面是一些有关高中物理实验的描述，其中正确的是_________ A．在“研究匀变速直线运动”实验中，不需要平衡摩擦力 B．在“验证机械能守恒定律”的实验中，必须用天平测物体的质量

C．在“探究力的平行四边形定则”的实验中，在同一次实验中橡皮条拉长的结点Ｏ位置可以不同

D．在用橡皮筋“探究功与速度变化的关系”的实验中不需要直接求出合外力做的功 E．在用欧姆表“×10”挡测量电阻时发现指针偏转角太小，应该换“×1”挡进行测量 6．在“验证机械能守恒定的实验中

（1）有些器材类型不同但功能相向，下图中的甲和乙都是________（填“计时”、“测速”或“测距”）的仪器。其中使用交流220V电源的是________（填“甲”或“乙”）。

（2）某同学将实验器材组装好，释放重锤前瞬间的情景如图所示，其中操作合理的是________

（3）该实验中，下列方法有助于减小实验差的是________ A.在重锤的正下地面铺海绵 B.根据v?2gh计算重锤下降高度h时所获得动能