2025人教版高中物理必修第二册强化练习题--5　实验：验证机械能守恒定律（有解析）

中小学教育资源及组卷应用平台 2025人教版高中物理必修第二册 第八章　机械能守恒定律 5　实验:验证机械能守恒定律 基础过关练 题组一　实验原理与操作 1.(2024江苏南通联考)如图甲是验证机械能守恒定律的实验装置。 (1)该装置中的打点计时器是　　　　。 A.电磁打点计时器　　　　　　　　B.电火花计时器 (2)该装置中的物体a应选用　　　　　。 A.木块　　　　B.塑料块　　　　C.重锤 (3)用图甲装置进行实验时,有一处不合理之处,请指出并加以改进:　　　　　　　　　。 (4)该同学正确操作得到的一条纸带如图乙所示,O点对应物体a自由下落的初始位置,该同学从合适位置开始选取了三个连续的计时点A、B、C,O、B间距离已在图中标出。已知电源频率,则仅需测量　　　　即可验证OB段物体a的机械能是否守恒。 A.AC段的长度　　　　　　　　B.AB段的长度 C.OC段的长度　　　　　　　　D.OA段的长度 2.(2024福建莆田期中)图甲为某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律的装置,实验的主要步骤有: A.将气垫导轨放在水平桌面上并调至水平; B.测出挡光条的宽度d; C.分别测出滑块与挡光条的总质量M及托盘与砝码的总质量m; D.将滑块移至图示位置,测出挡光条到光电门的距离L; E.由静止释放滑块,读出挡光条通过光电门的时间t; F.改变挡光条到光电门的距离,重复步骤D、E,测出多组L和t。 已知重力加速度为g,请回答下列问题: (1)本实验中　　　　(填“需要”或“不需要”)满足m远小于M。 (2)若某次实验测得挡光条到光电门的距离为L,挡光条通过光电门的时间为t,滑块由静止释放至运动到光电门的过程,系统的重力势能减少了　　　　;若系统机械能守恒,应满足　　　　　　　　　　　。(用实验步骤中各测量量符号表示) (3)多次改变挡光条到光电门的距离,重复步骤D、E,测出多组L和t,作出L随变化的图像如图乙所示,图线为过坐标原点的直线,如果在误差允许的范围内当地的重力加速度大小为g=　　　　　时,可以判断托盘与砝码带动滑块运动过程中机械能守恒。(用题中已知量和测得的物理量符号表示) 题组二　数据处理与分析 3.(2024福建福州外国语学校期末,节选)如图甲所示是验证机械能守恒定律的实验装置,所用电源的频率为50 Hz。某同学选择了一条理想的纸带,测量各计数点到O点的距离,如图乙所示,图中O点是打点计时器打出的第一个点,A、B、C分别是每隔一个点取出的计数点。重力加速度g取9.8 m/s2。 (1)若重锤的质量为1.00 kg,当打点计时器打出B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了　　　J,此时重锤的动能比开始下落时增加了　　　J。(结果均保留3位有效数字) (2)测量从第一个点到其余各点的下落高度h,并计算对应速度v,然后以v2为纵轴、以h为横轴,根据实验数据作出v2-h图像。若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率为　　　的直线,则验证了机械能守恒定律。 A.19.6 m/s2　　　　　　　　B.9.80 m/s2 C.4.90 m/s2　　　　　　　　D.20 m/s2 (3)另一同学实验时,分析得出的实验结果是重锤重力势能的减少量小于动能的增加量。对造成该结果的原因分析正确的是　　　　。 A.空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力 B.选用重锤的质量过大 C.交流电源的频率大于50 Hz D.交流电源的频率小于50 Hz 4.(2024湖南长沙期中)某实验小组用图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验操作如下: ①将表面平整的圆柱形重锤上表面吸在电磁铁上,把光电门安装在重锤正下方; ②调整并测量重锤上表面到光电门之间的高度h(h远大于重锤的高度); ③断开电源,重锤自由下落,读出重锤的遮光时间Δt。 　　　 (1)重力加速度g已知,为了验证机械能守恒定律,还需要测量的物理量有 (　　) A.重锤的高度d B.重锤从A下落到B的时间t C.重锤的质量m (2)重锤通过光电门的瞬时速度v=　　　　(用题目 ... ...