双基限时练(二十三) 实验：验证机械能守恒定律 1．在“验证机械能守恒定律”的实验中，需要直接测量和间接测量的数据是重物的( ) A．质量 B．下落时间 C．下落高度 D．瞬时速度 解析 本实验要验证在只有重力做功的情况下，机械能守恒，从纸带上直接测量物体下落的高度，并通过纸带上的点测定物体在某位置时的瞬时速度． 答案 CD 2．在“验证机械能守恒定律”的实验中，对于自由下落的重物，下述选择的条件更为有利的是( ) A．只要足够重就可以 B．只要体积足够小就可以 C．既要足够重，又要体积足够小 D．应该密度大些，还应便于夹紧纸带 解析 在验证机械能守恒定律的实验中，阻力与重力相比越小，实验中的误差就越小，所以选择下落的重物时应既要重，体积又小，即密度要大些，而且还应便于夹紧纸带，故C、D选项正确． 答案 CD 3．在“验证机械能守恒定律”的实验中，某同学依据纸带求得相关各点的瞬时速度，以及与此相对应的下落距离h，以v2为纵轴，以h为横轴，建立坐标系，描点后画出变化图线，从而验证机械能守恒定律，若所有操作均正确，则得到的v2－h图象应是下图中的( ) 解析 由mv2＝mgh得v2＝2gh，所以v2∝h，所画v2－h图象是一通过原点的直线． 答案 C 4. 为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用实验系统设计了一个实验，实验装置如图所示，图中A、B两点分别固定了两个速度传感器，速度传感器可以测出运动物体的瞬时速度．在实验中测得一物体自由下落经过A点时的速度是v1，经过B点时的速度是v2，为了证明物体经过A、B两点时的机械能相等，这位同学又设计了以下几个步骤，你认为其中不必要或者错误的是( ) A．用天平测出物体的质量 B．测出A、B两点间的竖直距离 C．测量物体的质量，利用mv－mv算出物体从A点运动到B点的过程中动能的变化量 D．验证v－v与2gh是否相等 答案 AC 5．在做“验证机械能守恒定律”实验时，打点计时器的电源频率是50Hz.某同学先后打出两条纸带，纸带Ⅰ上从第1点开始的相邻点间的距离依次为：1.9 mm、6.0 mm、10.0 mm、14.0 mm；纸带Ⅱ上从第1点开始的相邻各点间的距离依次为：2.5 mm、6.0 mm、11.5 mm、16.3 mm.那么应选用纸带_____进行测量和计算． 根据你所选用的纸带，利用第2、3两点间的距离和第4、5两点间的距离，可以计算出当地的重力加速度的大小为_____． 在打第3点时重物的瞬时速度为_____m/s. 为了验证机械能守恒定律，应该计算出打第2、3、4点时物体减少的_____和增加的_____，然后比较它们的数值在实验允许误差范围内是否近似相等． 解析 打点计时器使用的为50 Hz的交流电，每两个自然点之间的时间间隔为0.02 s，如果物体做自由落体运动，第一个0.02 s的位移h＝gΔt2≈2 mm，所以纸带的第一、二两点的距离接近2 mm的纸带，说明纸带释放的时间合适，正好在打第一个点时释放，用该条纸带的数据，实验结果误差较小，故应选纸带Ⅰ .利用Δx＝2gT2，g＝m/s2＝10 m/s2，v3＝m/s＝0.4 m/s.物体下落过程中，重力势能减少，动能增加，Ep的减少量和Ek的增加量相等，则过程中机械能守恒． 答案 Ⅰ 10.0 m/s2 0.40 重力势能 动能 6．图中甲、乙两图都是利用“验证机械能守恒定律”的实验来测量当地的重力加速度g值的装置示意图．已知打点计时器的打点频率为50 Hz. 甲 乙 丙 (1)这两图相比较，用哪个图所示的装置实验较好？简单说明理由． (2)上图中的丙是采用较好的装置并按正确的实验步骤进行实验打出的一条纸带，其中O点为打点的第一个点，标为1，后面依次打下的一系列点迹分别为2、3、4、5…….经测量，第15至17点间的距离为11.69 cm，第1至第16点间的距离为43.83 cm，则打下第16个点时，重物下落的速度大小为_____m/s.在实验误差允许的范围 ... ...
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