实验：验证机械能守恒定律 一、单项选择题 1．在“验证机械能守恒定律”的实验中有关重锤的质量，下列说法中正确的是( B ) ①应选用质量较大的重锤，使重锤和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力；②应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动；③不需要称量重锤的质量；④必须称量重锤的质量，而且要读到0.01 g. A．②④ B．①③ C．①④ D．②③ 解析：根据实验原理mgh＝mv2，只需验证gh＝v2，故不必测量重锤的质量．由于纸带下落过程中有系统误差，为了减小这种误差对实验结果的影响，要让重锤质量大一些，这样阻力的影响就会减小，B选项正确． 2．用落体法验证机械能守恒定律的实验中得到如图所示纸带． 根据纸带算出相关各点的速度v，测量出下落距离h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图象应是下图中的( C ) 解析：由机械能守恒定律得：mgh＝mv2，得：＝gh，可以看出与h成正比例关系，图线是过原点的直线，C正确．数据处理可以用不同的方法，得到相同的结论． 3．在“验证机械能守恒定律”的实验中，由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大的阻力，这样的结果会有( A ) A．mgh＞mv2 B．mgh＜mv2 C．mgh＝mv2 D．以上都有可能 解析：纸带受较大阻力，重物克服阻力做功，根据动能定理得：mgh－Wf＝mv2，所以mgh＞mv2.通过此题也提醒我们在做实验时，要认真调整仪器，使两限位孔在同一直线上，以减小误差． 4．有4条用打点计时器(所用交变电流频率均为50 Hz)打出的纸带A、B、C、D，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的．为找出该纸带，某同学在每条纸带上选取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间的距离依次为s1、s2、s3.请你根据下列s1、s2、s3的测量结果确定该纸带为(已知当地的重力加速度为9.791 m/s2)( C ) A．61.0 mm 65.8 mm 70.7 mm B．41.2 mm 45.1 mm 53.0 mm C．49.6 mm 53.5 mm 57.3 mm D．60.5 mm 61.0 mm 60.6 mm 解析：验证机械能守恒采用重锤的自由落体运动实现，所以相邻的0.02 s内的位移增加量为Δs＝gT2＝9.791×0.022 m≈3.9 mm，答案为C. 5．在研究重物自由下落过程中机械能是否守恒的实验中，得到如图所示的一条纸带，该纸带上最初打出的几个点不清楚，纸带上留下的是后面的一些点，算出打下B，C两点时，重物速度分别是vB、vC，量得B、C两点间的距离为h，那么验证机械能守恒的表达式可写为( B ) A．gh＝v－v B．gh＝v－v C．vC＝vB＋aT D．v＋v＝2gh 解析：从B→C的过程ΔEp减＝mgh，ΔEk增＝mv－mv，所以需验证的表达式为mgh＝mv－mv，即gh＝v－v. 二、多项选择题 6．下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中，正确的是( BD ) A．重物质量的称量不准会造成较大误差 B．重物质量选用得较大些，有利于减小误差 C．重物质量选用得较小些，有利于减小误差 D．先释放纸带后接通电源会造成较大误差 解析：在“验证机械能守恒定律”实验中，我们只需比较ghn与的值即可验证机械能守恒定律是否成立，与重物质量无关，因此选项A错误；若将重物质量选得大些，则在重物下落过程中，空气阻力可忽略不计，有利于减小误差，所以选项B正确，选项C错误；纸带下落与打点不同步，纸带先下落而后打点，此时，纸带上最初两点的点迹间隔较正常时略大，用此纸带进行数据处理，其结果是：重物在打第一个点时就有了初动能，而我们计算动能增加量时认为初动能为0，因此重物动能的增加量比重物重力势能的减少量大，故选项D正确． 7．在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中需要测量的有( CD ) A．重物的质量 B．重力加速度 C．重物下落的高度 D．与重物下落高度对应的重物的瞬时速度 ... ...
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