《创新课堂》第八章 机械能守恒定律 5.实验验证机械能守恒定律 课时跟踪检测（含答案）高中物理必修第二册（人教版）

5.实验：验证机械能守恒定律 1.（1）用如图所示的装置验证机械能守恒定律，由于电火花计时器两限位孔不在同一竖直线上，纸带通过时受到较大的阻力，这样实验造成的结果是　　　　（填选项前字母）。 A.重力势能的减少量明显大于动能的增加量 B.重力势能的减少量明显小于动能的增加量 C.重力势能的减少量等于动能的增加量 D.以上几种情况都有可能 （2）甲同学准备做“验证机械能守恒定律的实验”，乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。 图中A、B、C、D、E表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材是　　　　；乙同学需在图中选用的器材是　　　　（用字母表示）。 2.（2025·江苏省无锡市高一期中）某同学设计出如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落，下落过程中小球的球心经过光电门1和光电门2。小球直径为d，光电计时器记录下小球通过光电门的时间Δt1、Δt2，已知当地的重力加速度为g。 （1）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量　　　　（填选项前字母）。 A.小球的质量m B.光电门1和光电门2之间的距离h C.小球从光电门1到光电门2下落的时间t （2）小球通过光电门1时的瞬时速度v1 ＝ 　　　（用题中所给的物理量符号表示）。 （3）若满足表达式　　　　（用题中所给的物理量符号表示），就可以验证小球下落过程中机械能守恒。 3.（2025·湖南省岳阳市高一期末）在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在8 V、50 Hz的交流电源上，自由下落的重锤质量为0.5 kg，选出一条理想的纸带如图所示，A、B、C为连续打出的点，取g＝9.8 m/s2，O为起始点，则： （1）打点计时器打B点时，重锤下落的速度vB＝　　　　m/s（保留两位有效数字）； （2）从起点O到打下B点的过程中，重锤的重力势能减少量ΔEp＝　　　　J，动能的增加量ΔEk＝　　　　J；（ΔEp、ΔEk均保留三位有效数字）； （3）由以上数据可以知道ΔEp总是略大于ΔEk，其原因是　　　　（填选项前字母）。 A.由于数据测量有误差造成的 B.由于纸带和限位孔有摩擦造成的 C.由于实验操作不规范造成的 D.由于重锤下落过程有空气阻力造成的 4.（2025·江苏省淮安市高一期中）为验证机械能守恒定律，某小组同学设计的实验装置如图所示，细线的一端拴一个金属小球，另一端连在天花板O处。先用水平作用力将小球从最低点A处缓慢拉至B点，然后由静止释放，B、A的竖直高度差为h，记录小球通过A处光电门的遮光时间为t，金属小球的直径为d，整个过程中细线都处于绷直状态，已知当地重力加速度为g。 （1）为了验证机械能守恒定律，下列必须使用的器材是　　　　。（填正确答案前的字母标号） A.秒表　　B.刻度尺　　C.天平（含砝码） （2）若小球质量为m，小球从B点至A点过程中，重力势能减少量为　　　　。 （3）小球通过最低点的速度大小为　　　　。 （4）小球从静止释放到最低点的过程中，满足机械能守恒的关系式为　　　　　（用d、g、h、t表示）。 （5）实验时应选用密度稍大的重物，这样做能减小误差的主要原因是　　　　　　　。 5.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，如图所示的数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表。（当地重力加速度取9.8 m/s2，小球质量m＝0.2 kg，结果保留3位有效数字） 时刻 t2 t3 t4 t5 速度/（m·s－1） 4.99 4.48 3.98 （1）由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5＝　　　　m/s； （2）从t2到t5时间内，重力势能增量ΔEp＝　　　　J，动能减少量ΔEk＝　　　　J； （3）在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，即可验证了机械能守恒定律。由上述计算得ΔEp　　　　（选填“＞”“＜”或“＝”）Ek，造成这种 ... ...