4.6实验：验证机械能守恒定律 课时练习（word版含解析）

2021-2022学年教科版（2019）必修第二册 4.6实验：验证机械能守恒定律 课时练习（解析版） 1．利用铁质小圆柱的摆动“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示。小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定在O点，在小圆柱轨迹最低点附近放置光电门。将轻绳拉至水平后由静止释放，光电门测出小圆柱经过光电门的挡光时间为Δt，再用游标卡尺测出小圆柱的直径为d。则： （1）小圆柱经过光电门时的速度v=_____； （2）测出悬点到圆柱重心的距离l，用d表示圆柱的直径。改变l，多次操作，测出l及相应的挡光时间Δt。以_____为纵轴、为横轴，利用测得的数据描点连线，若得到的图像是过原点的直线，则可验证机械能守恒定律；若测得该图像的斜率为k，则当地的重力加速度大小为_____。 2．如图所示为验证机械能守恒定律实验中得到的纸带。 （1）若打点计时器的电源频率为50Hz，当地的重力加速度g=9.8m/s2，重物质量为0.2kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，打P点时，重物的速度为零，A、B、C为另外3个连续点，根据图中的数据，可知重物由P点运动到B点，重力势能减少量=_____J，在B点的动能=_____J（计算结果均保留2位有效数字） （2）实验中发现重物增加的动能总是_____减少的重力势能（选填“大于”、“等于”、“小于”）。 3．如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）该实验是否需要用天平测量出重物的质量_____（选填“是”或“否”） （2）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．速度变化量与高度变化量 B．重力做功与重力势能变化量 C．动能变化量与重力势能变化量 D．合外力做的功与动能变化量 （3）以下关于该实验的说法正确的是_____； A．做实验时，要先接通电源，再释放重物 B．实验中的误差主要是由于空气阻力和摩擦阻力引起的 C．释放重物前，重物应远离打点计时器 D．可以用v=来计算重物下落的速度 （4）安装好实验装置，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图所示。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。设重锤质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。为了验证此实验过程中机械能是否守恒，应满足下面的哪个等式_____（用题中所给字母表示）。 A． B． C． D．都不正确 （5）若经过计算发现增加的动能大于减少的重力势能，则实验中可能存在的问题是：_____。 4．（1）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_____ （2）某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图所示，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重锤质量为1kg。（以下均保留4位有效数字） ①打点计时器打出B点时，重锤下落的速度vB=_____m/s，重锤的动能EkB=_____J。 ②从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为_____J。 ③根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中，得到的结论是 _____。 5．在“验证机械 ... ...