中小学教育资源及组卷应用平台 2025粤教版高中物理必修第二册 分层作业22 验证机械能守恒定律 A组 必备知识基础练 1.(多选)(2024广东揭阳学业考试)“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示.关于该实验,下列说法正确的是( ) A.固定打点计时器时,其限位孔必须在同一竖直面内 B.手抓纸带的位置越靠近打点计时器越好 C.实验中,必须测出重锤的质量 D.实验中,应先接通电源,再释放纸带 2.(2024湖南岳阳学业考试)某同学利用重物的自由落体运动来验证机械能守恒定律. (1)实验的原理是:通过比较重物自由下落时在某两点间动能的变化与 的变化是否相等,验证重物的机械能是否守恒. (2)操作该实验时,其中一个重要的步骤是接通电源释放纸带,则如图所示操作中合理的是 . 3.如图为“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置图,将一传感器先后分别固定在竖直板上的D、C和B三点,最低点D作为参考平面.逐次将摆锤从A点自由释放,分别测出摆锤经过D、C和B点时的速度. (1)实验中使用的传感器是 传感器. (2)已知摆锤的直径为Δs,由传感器测出摆锤通过传感器时的挡光时间为Δt,则摆锤经过传感器时的速度大小为 . B组 关键能力提升练 4.(2024广东梅州期末)某同学用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律. (1)铁架台放在水平台面上,上端固定电磁铁,电磁铁正下方安装一个位置可上下调节的光电门. (2)某同学进行如下操作: ①用天平测定小钢球的质量为m=10 g; ②用仪器测出小钢球的直径为d; ③接通电磁铁的开关,让小钢球吸在下端; ④刻度尺的“0”刻度线正对着小球的球心,测出小球与光电门间的高度差为h,如图乙中的标注线,则高度差h= cm; ⑤电磁铁断电,小钢球自由下落; ⑥小钢球经过光电门,计时装置记下小钢球经过光电门所用时间为t,由此可计算出小钢球经过光电门时的速度为v= (用题中给出的物理量符号表示); ⑦若测得d=9.70 mm,t=2.50×10-3 s,计算此过程中小钢球重力势能的减少量为 J,小钢球动能的增加量为 J(重力加速度g取9.8 m/s2,结果均保留3位有效数字); (3)该同学分析实验数据,发现小钢球动能的增加量总是小于小钢球的重力势能减少量,请简要说明可能原因 . 5.(2024广东广州期末)实验小组用“自由落体法”验证机械能守恒定律,实验装置如图甲. 甲 (1)下列操作或分析中正确的有 . A.必须要称出重物的质量 B.计时器两限位孔必须在同一竖直线上 C.实验时,应先释放重物,再打开电源 D.选择点迹清晰的纸带 (2)小芳同学选出一条清晰的纸带如图乙,其中O点为计时器打下的第一个点,A、B、C为纸带上三个连续的点,O点与A点间其余点未画出,打点计时器打点周期为T,测得OA、OB、OC间的距离分别为h1、h2、h3,重力加速度为g,若对B点进行研究,在误差允许的范围内,当满足 时(用所给物理符号的等式表示),则验证了机械能守恒定律. 乙 (3)小华同学利用他自己实验时打出的纸带,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以及v2,请根据下表中数据在图丙中作出v2-h图像. v/(m·s-1) 0.98 1.17 1.37 1.56 1.85 1.95 v2/(m2·s-2) 0.96 1.37 1.88 2.43 3.42 3.80 h/10-2 m 4.92 7.02 9.63 12.50 15.68 19.48 丙 (4)小芳、小华两同学验证的方法谁更合理 . (5)请简要阐述根据v2-h图像验证机械能守恒的依据 . C组 核心素养拔高练 6.(2024广东佛山期末)某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系.他找来了带有刻度尺的气垫导轨,实验前通过调节底座螺丝使气垫导轨水平.实验步骤如下: 甲 (1)测出遮光条的宽度为d,滑块(含遮光条)的质量为 ... ...
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