8.5 实验：验证机械能守恒定律 同步练习题（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 8.5 实验：验证机械能守恒定律 同步练习题（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 721.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-05 20:04:56 | ||
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文档简介
8.5 实验：验证机械能守恒定律
一、单选题
1．某同学用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验,下列说法正确的是
A．必须用秒表测里重物下落的时间
B．可以不测量重物的质量
C．电火花计时器使用的是直流电源
D．应先释放纸带,再接通电源
2．在“探究用电火花打点计时器验证机械能守恒定律”实验中，需要下列器材中的是（ ）
①．天平 ②．纸带 ③．秒表 ④．刻度尺
A．①② B．②③ C．①③ D．②④
3．某同学用左图所示的装置来“验证机械能守恒定律”。该装置比右图的装置好些，正确的理由是（ ）
A．减小了空气阻力对实验的影响
B．电火花计时器的工作电压约
C．可以节省纸带，让点迹更为密集
D．保证物体从静止释放，避免因纸带抖动而造成摩擦增大
4．如图所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置．关于该实验，下列说法中正确的是( )
A．固定打点计时器时，其限位孔必须在同一竖直平面内
B．手抓纸带的位置越靠近打点计时器越好
C．实验中必须测出重物的质量
D．实验中可以用干电池作为电源
5．在“验证机械能守恒定律”的实验中，不是必需的实验仪器是（ ）
A．交流电源 B．天平 C．打点计时器 D．带夹子的铁架台
6．如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置. 关于该实验，下列说法中正确的是( )
A．电磁打点计时器使用低压直流电
B．可用公式计算重物的速度
C．实验时接通电源和释放纸带应同时进行
D．安装纸带时，应将纸带置于复写纸的下方
7．如图所示，为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的（ ）
A．动能变化量与势能变化量
B．速度变化量与势能变化量
C．速度变化量与高度变化量
D．速度变化量与重力做功大小
二、填空题
8．如图所示，用光电门等器材验证机械能守恒定律。直径为d、质量为m的金属小球从A点由静止释放，下落过程中经过A点正下方的位置B，B处固定有光电门，测得AB间的距离为H（），光电门测出小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，则
(1)小球通过光电门B时的速度表达式_____；
(2)多次改变高度H，重复上述实验，描点作出随H的变化图象如图所示，若作出的图线为通过坐标原点的直线，且斜率为______（表达式用已给的物理量表达），可判断小球下落过程中机械能守恒；
(3)实验中发现动能增加量总是_______（填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能减少量，增加下落高度后，则（）_______将（填“增加”、“减小”或“不变”）；
(4)小明用AB段的运动来验证机械能守恒时，他用，计算与B点对应的小球的瞬时速度，得到动能的增加量，你认为这种做法正确还是错误？答：_________。
9．如图所示是“用DIS实验系统研究机械能守恒定律”的实验装置，本实验中，采用的传感器是_______（填写传感器名）。本实验中，先选取零势能面再进行实验，则零势能面位置的选取对验证摆锤动能与重力势能之和为常数________影响（选填“有”或“无”）。
三、实验题
10．在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器打点周期为T，打出的几条纸带中选出一条理想纸带，如图所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点的距离为，点AC间的距离为，点CE间的距离为已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则起始点O到打下C点的过程中：
①重锤重力势能的减少量为_____；
②重锤在C点时的瞬时速度______，动能的增加量为______；
③正常来说_____（填“＞”、“＜”或“=”）。
11．某同学利用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）某同学通过实验，获得了一条比较理想的纸带，以某点为计数点0，相隔一段距离后，取连续计时点为计数点2、3、4，如图乙为部分放大照片，假设打点周期为，则纸带上计数点2与4的间隔_____；打第3个计数点时重物的速度=______（计算结果保留两位有效数字）；
（2）已知当地的重力加速度为，则乙图的这条纸带能较为准确的验证机械能守恒定律，其根据是：______。
12．如图，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。
①某同学列举实验中用到的实验器材为：铁架台、打点计时器、纸带、秒表、交流电源、导线、重锤、天平。其中不必要的是______；
②在一次实验中，质量1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如下图所示。若纸带相邻两个点之间时间间隔为0.02s，从起点O到打下记数点B的过程中，物体动能的增加量______J（结果保留两位有效数字）；
③如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是下图中的______。
A． B． C． D．
13．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一质量为m的小球相连，遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动。
（1）用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图2所示，其读数为________cm。
（2）某次实验测得倾角θ=30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为△Ek=_______，系统的重力势能减少量可表示为△Ep=_______，在误差允许的范围内，若___________，则可认为系统的机械能守恒。（用题中字母M、m、b、t、g、d表示）
14．用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，物块2从高处由静止开始下落，物块1上拖着的纸带打出了一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律.图乙给出的是实验中获取的一条纸带，其中0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个计时点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示.已知物块1、2的质量分别为、。（电源频率为，结果均保留两位有效数字）
（1）相邻计数点的时间间隔是__________；
（2）在纸带上打下计数点5时的速度__________；
（3）在打点0~5过程中，系统动能的增加量_________，系统重力势能的减少量_________。（取）
（4）若某同学作出的图像如图丙所示，则当地的实际重力加速度__________。
15．下左图为验证机械能守恒定律的实验装置图，右图为某次实验截取的一段纸带。
（1）在本实验操作中，下列哪些操作是有利于较好的完成本次实验验证_________。（填正确选项前的字母）
A．尽量选质量大、体积小的重锤
B．重锤质量一定要先测量出来
C．纸带越长越好
D．纸带上选择的第一个计数点对应物体速度一定要为0
（2）图为某次实验中得到的纸带，相邻两点时间间隔为0.02s。则打B点时物体速度大小为vB=_______m/s；加速度大小为a=___________m/s2.（均保留三位有效数字）查得当地重力加速度大小为9.79m/s2，这也就在误差允许范围内间接验证了机械能守恒定律。
（3）即使在实验操作规范，数据测量及数据处理均正确的前提下，实验求得的重锤减小的重力势能通常略___________（选填“大于”或“小于”）增加的动能。
试卷第6页，共7页
试卷第7页，共7页
参考答案
1．B
【详解】
打点计时器可以测量重锤下落的时间，不需要用秒表测量．故A错误．实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，式子两边都有质量，可以约去，实验不需要测量重物的质量．故B正确；电火花计时器使用的是交流电源，故C错误；应先接通电源,再释放纸带，故D错误；故选B．
【点睛】打点计时器使用交流电源，在该实验中不需要测量重物的质量，为了高效的利用纸带应先接通电源，再释放纸带．打点计时器可以测量重锤下落的时间．
2．D
【详解】
打点计时器的工作电源是交流电源，在实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离从而可知道重锤下降的距离，以及通过纸带上两点的距离，求出平均速度，从而可知瞬时速度。纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表。重锤的质量可以不测，故需要用到纸带和刻度尺，不需要天平和秒表。
故选D。
3．D
【详解】
A．用左图不能减小空气阻力对实验的影响，选项A错误；
B．电火花计时器的工作电压为220V，选项B错误；
C．点迹过于密集不利于长度的测量，会增大误差，选项C错误；
D．保证物体从静止释放，避免因纸带抖动而造成摩擦增大，选项D正确。
故选D。
4．A
【详解】
A.为了减小限位孔与纸带间的摩擦，两限位孔必须在同一竖直平面内，故A项正确;
B.手抓纸带的位置应远离打点计时器，故B项错误;
C.根据机械能守恒定律
可知重物的质量可以不测，故C项错误;
D.打点计时器使用交流电，干电池为直流电源，故D项错误．
5．B
【详解】
要验证重物动能的增加量与重力势能的增加量是否相等，即看是否有这样的关系有
质量可以约去，所以不需要天平，要测量下落的高度和瞬时速度，在纸带处理时需刻度尺，用打点计时器需要交流电源，还要带夹子的铁架台固定打点计时器，则不要的器材为天平
故选B。
6．D
【详解】
电磁打点计时器使用的是低压交流电，故A错误；公式是根据推导出来的，现在我们要验证机械能守恒，所以不能用机械能守恒推导公式计算，B错误；实验时为了获得更多数据，应先接通电源后释放纸带，C错误；安装纸带时，应将纸带置于复写纸的下方，D正确．
7．A
【详解】
重力势能和动能的总和，称为机械能，为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，故A正确，BCD错误。
故选A。
8． 小于 增加 错误
【详解】
(1)根据速度定义式可知小球通过光电门B时的速度。
(2)由机械能的表达式可知
联立可得
分析上面的表达式可知斜率等于。
(3)由于该过程中有阻力做功，重力势能一部分转化为内能，则动能增加量总是小于重力势能减小量，且高度越高，阻力做功越多，故增加下落高度后，则△Ep-△Ek将增加。
(4)[5]这种作法错误，因为用公式计算与B点对应的小球的瞬时速度，加速度为重力加速度，这样已默认系统机械能守恒，无法进一步验证系统机械能守恒。
9．光电门 无
【详解】
本实验中，采用光电门传感器来测量瞬时速度，通过来测定速度，从而求出动能。
先选取零势能面再进行实验，这样不同位置的重力势能才有确定的值，而摆锤动能与重力势能之和与零势能的参考位置有关，但不论零势能的位置在何处，动能与势能之和却始终为常数，不过常数值不同而已，故零势能面位置的选取对验证摆锤动能与重力势能之和为常数无影响。
10． ＞
【详解】
①重锤重力势能的减少量为
②由匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度得
则动能的增加量为
③由于实验中存在摩擦力阻力，所以正常来说
11．8.30 2.1 见解析
【详解】
（1）如图所示，纸带上计数点2与4的间隔为
s24=26.40cm-18.10cm=8.30cm
第3个计数点时重物的速度
（2）由图可知，相邻两段位移之差约等于，由运动学公式可得
故重物下落加速度为，与当地的重力加速度基本吻合，则乙图的这条纸带能较为准确的验证机械能守恒定律。
12．秒表、天平 0.48 B
【详解】
（1）验证机械能守恒，即验证重物动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，所以不需要用天平测量重物的质量；时间可以根据纸带上的点迹，通过数间隔得出，不需要秒表，所以不需要的器材是秒表、天平。
（2）根据匀变速直线运动那段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知，B点的瞬时速度
则此过程中物体动能的增加量
（3）根据机械能守恒定律有
整理得
可知与成正比，图线为过原点的倾斜直线，故B正确，ACD错误。
13．0.50
【详解】
（1）刻度尺最小分度为1mm，应估读到0.1mm，故读数为0.50cm。
（2）由题意可知，滑块通过光电门B处的速度大小为
滑块从A处到达B处时，m和M组成的系统动能增加量为
系统的重力势能减少量可表示为
根据系统机械能守恒可得
即当满足
即可认为系统的机械能守恒。
14．0.10 2.4 0.58 0.60 9.7
【详解】
(1) 每相邻两计数点间还有4个计时点（图中未标出），相邻计数点的时间间隔是0.10s。
(2)在纸带上打下计数点5时的速度
(3)在打点0~5过程中，系统动能的增加量
系统重力势能的减少量
△Ep=（m2-m1）gh5=（0.150-0.050）×10×（38.40+21.60）×10-2J=0.60J
(4) 根据机械能守恒定律
得
故
当地的实际重力加速度
15．A 3.60 9.75 大于
【详解】
(1)A．尽量选质量大、体积小的重锤。可以最大限度的减小空气阻力对重锤的影响，故A正确；
B．重锤质量不需要先测量出来。因为重锤的动能增加量和重力势能减小量中，都包含重锤的质量，验证守恒的时候可以约去，故B错误；
C．纸带的目的是记录重锤下落的高度，不是越长越好，故C错误；
D．纸带上选择的第一个计数点对应物体速度不一定要为0，故D错误。
故选A。
(2)打B点时物体速度为AC段的平均速度，即
由逐差法可得加速度大小为
(3)本实验的系统误差是空气的阻力和纸带受限位孔的阻力做功，不可避免，需要实验求得的重锤减小的重力势能通常略大于增加的动能。答案第6页，共6页
答案第7页，共1页
一、单选题
1．某同学用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验,下列说法正确的是
A．必须用秒表测里重物下落的时间
B．可以不测量重物的质量
C．电火花计时器使用的是直流电源
D．应先释放纸带,再接通电源
2．在“探究用电火花打点计时器验证机械能守恒定律”实验中，需要下列器材中的是（ ）
①．天平 ②．纸带 ③．秒表 ④．刻度尺
A．①② B．②③ C．①③ D．②④
3．某同学用左图所示的装置来“验证机械能守恒定律”。该装置比右图的装置好些，正确的理由是（ ）
A．减小了空气阻力对实验的影响
B．电火花计时器的工作电压约
C．可以节省纸带，让点迹更为密集
D．保证物体从静止释放，避免因纸带抖动而造成摩擦增大
4．如图所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置．关于该实验，下列说法中正确的是( )
A．固定打点计时器时，其限位孔必须在同一竖直平面内
B．手抓纸带的位置越靠近打点计时器越好
C．实验中必须测出重物的质量
D．实验中可以用干电池作为电源
5．在“验证机械能守恒定律”的实验中，不是必需的实验仪器是（ ）
A．交流电源 B．天平 C．打点计时器 D．带夹子的铁架台
6．如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置. 关于该实验，下列说法中正确的是( )
A．电磁打点计时器使用低压直流电
B．可用公式计算重物的速度
C．实验时接通电源和释放纸带应同时进行
D．安装纸带时，应将纸带置于复写纸的下方
7．如图所示，为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的（ ）
A．动能变化量与势能变化量
B．速度变化量与势能变化量
C．速度变化量与高度变化量
D．速度变化量与重力做功大小
二、填空题
8．如图所示，用光电门等器材验证机械能守恒定律。直径为d、质量为m的金属小球从A点由静止释放，下落过程中经过A点正下方的位置B，B处固定有光电门，测得AB间的距离为H（），光电门测出小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，则
(1)小球通过光电门B时的速度表达式_____；
(2)多次改变高度H，重复上述实验，描点作出随H的变化图象如图所示，若作出的图线为通过坐标原点的直线，且斜率为______（表达式用已给的物理量表达），可判断小球下落过程中机械能守恒；
(3)实验中发现动能增加量总是_______（填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能减少量，增加下落高度后，则（）_______将（填“增加”、“减小”或“不变”）；
(4)小明用AB段的运动来验证机械能守恒时，他用，计算与B点对应的小球的瞬时速度，得到动能的增加量，你认为这种做法正确还是错误？答：_________。
9．如图所示是“用DIS实验系统研究机械能守恒定律”的实验装置，本实验中，采用的传感器是_______（填写传感器名）。本实验中，先选取零势能面再进行实验，则零势能面位置的选取对验证摆锤动能与重力势能之和为常数________影响（选填“有”或“无”）。
三、实验题
10．在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器打点周期为T，打出的几条纸带中选出一条理想纸带，如图所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点的距离为，点AC间的距离为，点CE间的距离为已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则起始点O到打下C点的过程中：
①重锤重力势能的减少量为_____；
②重锤在C点时的瞬时速度______，动能的增加量为______；
③正常来说_____（填“＞”、“＜”或“=”）。
11．某同学利用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）某同学通过实验，获得了一条比较理想的纸带，以某点为计数点0，相隔一段距离后，取连续计时点为计数点2、3、4，如图乙为部分放大照片，假设打点周期为，则纸带上计数点2与4的间隔_____；打第3个计数点时重物的速度=______（计算结果保留两位有效数字）；
（2）已知当地的重力加速度为，则乙图的这条纸带能较为准确的验证机械能守恒定律，其根据是：______。
12．如图，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。
①某同学列举实验中用到的实验器材为：铁架台、打点计时器、纸带、秒表、交流电源、导线、重锤、天平。其中不必要的是______；
②在一次实验中，质量1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如下图所示。若纸带相邻两个点之间时间间隔为0.02s，从起点O到打下记数点B的过程中，物体动能的增加量______J（结果保留两位有效数字）；
③如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是下图中的______。
A． B． C． D．
13．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一质量为m的小球相连，遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动。
（1）用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图2所示，其读数为________cm。
（2）某次实验测得倾角θ=30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为△Ek=_______，系统的重力势能减少量可表示为△Ep=_______，在误差允许的范围内，若___________，则可认为系统的机械能守恒。（用题中字母M、m、b、t、g、d表示）
14．用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，物块2从高处由静止开始下落，物块1上拖着的纸带打出了一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律.图乙给出的是实验中获取的一条纸带，其中0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个计时点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示.已知物块1、2的质量分别为、。（电源频率为，结果均保留两位有效数字）
（1）相邻计数点的时间间隔是__________；
（2）在纸带上打下计数点5时的速度__________；
（3）在打点0~5过程中，系统动能的增加量_________，系统重力势能的减少量_________。（取）
（4）若某同学作出的图像如图丙所示，则当地的实际重力加速度__________。
15．下左图为验证机械能守恒定律的实验装置图，右图为某次实验截取的一段纸带。
（1）在本实验操作中，下列哪些操作是有利于较好的完成本次实验验证_________。（填正确选项前的字母）
A．尽量选质量大、体积小的重锤
B．重锤质量一定要先测量出来
C．纸带越长越好
D．纸带上选择的第一个计数点对应物体速度一定要为0
（2）图为某次实验中得到的纸带，相邻两点时间间隔为0.02s。则打B点时物体速度大小为vB=_______m/s；加速度大小为a=___________m/s2.（均保留三位有效数字）查得当地重力加速度大小为9.79m/s2，这也就在误差允许范围内间接验证了机械能守恒定律。
（3）即使在实验操作规范，数据测量及数据处理均正确的前提下，实验求得的重锤减小的重力势能通常略___________（选填“大于”或“小于”）增加的动能。
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试卷第7页，共7页
参考答案
1．B
【详解】
打点计时器可以测量重锤下落的时间，不需要用秒表测量．故A错误．实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，式子两边都有质量，可以约去，实验不需要测量重物的质量．故B正确；电火花计时器使用的是交流电源，故C错误；应先接通电源,再释放纸带，故D错误；故选B．
【点睛】打点计时器使用交流电源，在该实验中不需要测量重物的质量，为了高效的利用纸带应先接通电源，再释放纸带．打点计时器可以测量重锤下落的时间．
2．D
【详解】
打点计时器的工作电源是交流电源，在实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离从而可知道重锤下降的距离，以及通过纸带上两点的距离，求出平均速度，从而可知瞬时速度。纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表。重锤的质量可以不测，故需要用到纸带和刻度尺，不需要天平和秒表。
故选D。
3．D
【详解】
A．用左图不能减小空气阻力对实验的影响，选项A错误；
B．电火花计时器的工作电压为220V，选项B错误；
C．点迹过于密集不利于长度的测量，会增大误差，选项C错误；
D．保证物体从静止释放，避免因纸带抖动而造成摩擦增大，选项D正确。
故选D。
4．A
【详解】
A.为了减小限位孔与纸带间的摩擦，两限位孔必须在同一竖直平面内，故A项正确;
B.手抓纸带的位置应远离打点计时器，故B项错误;
C.根据机械能守恒定律
可知重物的质量可以不测，故C项错误;
D.打点计时器使用交流电，干电池为直流电源，故D项错误．
5．B
【详解】
要验证重物动能的增加量与重力势能的增加量是否相等，即看是否有这样的关系有
质量可以约去，所以不需要天平，要测量下落的高度和瞬时速度，在纸带处理时需刻度尺，用打点计时器需要交流电源，还要带夹子的铁架台固定打点计时器，则不要的器材为天平
故选B。
6．D
【详解】
电磁打点计时器使用的是低压交流电，故A错误；公式是根据推导出来的，现在我们要验证机械能守恒，所以不能用机械能守恒推导公式计算，B错误；实验时为了获得更多数据，应先接通电源后释放纸带，C错误；安装纸带时，应将纸带置于复写纸的下方，D正确．
7．A
【详解】
重力势能和动能的总和，称为机械能，为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，故A正确，BCD错误。
故选A。
8． 小于 增加 错误
【详解】
(1)根据速度定义式可知小球通过光电门B时的速度。
(2)由机械能的表达式可知
联立可得
分析上面的表达式可知斜率等于。
(3)由于该过程中有阻力做功，重力势能一部分转化为内能，则动能增加量总是小于重力势能减小量，且高度越高，阻力做功越多，故增加下落高度后，则△Ep-△Ek将增加。
(4)[5]这种作法错误，因为用公式计算与B点对应的小球的瞬时速度，加速度为重力加速度，这样已默认系统机械能守恒，无法进一步验证系统机械能守恒。
9．光电门 无
【详解】
本实验中，采用光电门传感器来测量瞬时速度，通过来测定速度，从而求出动能。
先选取零势能面再进行实验，这样不同位置的重力势能才有确定的值，而摆锤动能与重力势能之和与零势能的参考位置有关，但不论零势能的位置在何处，动能与势能之和却始终为常数，不过常数值不同而已，故零势能面位置的选取对验证摆锤动能与重力势能之和为常数无影响。
10． ＞
【详解】
①重锤重力势能的减少量为
②由匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度得
则动能的增加量为
③由于实验中存在摩擦力阻力，所以正常来说
11．8.30 2.1 见解析
【详解】
（1）如图所示，纸带上计数点2与4的间隔为
s24=26.40cm-18.10cm=8.30cm
第3个计数点时重物的速度
（2）由图可知，相邻两段位移之差约等于，由运动学公式可得
故重物下落加速度为，与当地的重力加速度基本吻合，则乙图的这条纸带能较为准确的验证机械能守恒定律。
12．秒表、天平 0.48 B
【详解】
（1）验证机械能守恒，即验证重物动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，所以不需要用天平测量重物的质量；时间可以根据纸带上的点迹，通过数间隔得出，不需要秒表，所以不需要的器材是秒表、天平。
（2）根据匀变速直线运动那段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知，B点的瞬时速度
则此过程中物体动能的增加量
（3）根据机械能守恒定律有
整理得
可知与成正比，图线为过原点的倾斜直线，故B正确，ACD错误。
13．0.50
【详解】
（1）刻度尺最小分度为1mm，应估读到0.1mm，故读数为0.50cm。
（2）由题意可知，滑块通过光电门B处的速度大小为
滑块从A处到达B处时，m和M组成的系统动能增加量为
系统的重力势能减少量可表示为
根据系统机械能守恒可得
即当满足
即可认为系统的机械能守恒。
14．0.10 2.4 0.58 0.60 9.7
【详解】
(1) 每相邻两计数点间还有4个计时点（图中未标出），相邻计数点的时间间隔是0.10s。
(2)在纸带上打下计数点5时的速度
(3)在打点0~5过程中，系统动能的增加量
系统重力势能的减少量
△Ep=（m2-m1）gh5=（0.150-0.050）×10×（38.40+21.60）×10-2J=0.60J
(4) 根据机械能守恒定律
得
故
当地的实际重力加速度
15．A 3.60 9.75 大于
【详解】
(1)A．尽量选质量大、体积小的重锤。可以最大限度的减小空气阻力对重锤的影响，故A正确；
B．重锤质量不需要先测量出来。因为重锤的动能增加量和重力势能减小量中，都包含重锤的质量，验证守恒的时候可以约去，故B错误；
C．纸带的目的是记录重锤下落的高度，不是越长越好，故C错误；
D．纸带上选择的第一个计数点对应物体速度不一定要为0，故D错误。
故选A。
(2)打B点时物体速度为AC段的平均速度，即
由逐差法可得加速度大小为
(3)本实验的系统误差是空气的阻力和纸带受限位孔的阻力做功，不可避免，需要实验求得的重锤减小的重力势能通常略大于增加的动能。答案第6页，共6页
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