8.5 实验：验证机械能守恒定律 同步课时作业（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 8.5 实验：验证机械能守恒定律 同步课时作业（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 466.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-26 07:24:04 | ||
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文档简介
8.5 实验：验证机械能守恒定律 同步课时作业
一、单选题
1．（2021·全国·高三）《验证机械能守恒定律》的实验中，对自由下落的重物，下述选择的条件哪种更为有利？（ ）
A．只要有足够重就可以
B．只要体积足够小就可以
C．既要足够重，又要体积非常小
D．应该密度大些，还应便于夹紧纸带，使纸带随同运动时不致扭曲
2．（2021·安徽六安·高三阶段练习）在《验证机械能守恒定律》实验中，打的一条纸带如下图所示，O点为打的第一点，选取OP段验证机械能守恒，O，1…P为打的连续的点，打点时间间隔为T，重力加速度为g，下列说法中正确的有（ ）
A．打P点时纸带速度用vn=ngT计算
B．打P点时纸带速度用vn=或vn=计算
C．O、1两点之间间隔应略小于2mm
D．测量重锤质量用天平，不需要测重力
E．以h为横坐标，v2为纵坐标，P点（hn，vn2）与坐标原点所连直线的斜率表示重力加速度g
3．（2021·云南保山·高一期中）实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图a所示，某组同学在一次实验中，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图b所示，图象的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E，图b的图象中，表示小球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是( )
A．丙、乙、甲 B．乙、甲、丙
C．甲、乙、丙 D．丙、甲、乙
4．（2021·江苏扬州·高二学业考试）在做“验证机械能守恒定律”实验时，下列实验操作中正确合理的一项是（ ）
A．先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源
B．必须用秒表测出重锤下落的时间
C．先取下固定在重物上的打好点的纸带，再切断打点计时器的电源
D．选取重物时，其质量适当大点，可以减小因阻力而产生的误差
5．（2021·四川·成都外国语学校高一期末）在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法或做法正确的是（ ）
A．安装打点计时器时，两纸带限位孔应在同一竖直线上
B．实验时，在松开纸带让重物下落的同时，应立即接通电源
C．实验结果总是动能增加略大于势能减小
D．固定好打点计时器，用手拿住穿过限位孔的纸带一端，手应静止靠近打点计时器处
6．（2022·全国·浙江省新昌中学高一）频闪照相是每隔相等时间曝光一次的照相方法，在同一张相片上记录运动物体在不同时刻的位置。如图所示是小球在竖直方向运动过程中拍摄的频闪照片，相机的频闪周期为T，利用刻度尺测量相片上2、3、4、5与1位置之间的距离分别为x1、x2、x3、x4。下列说法正确的是（ ）
A．小球一定处于下落状态
B．小球在2位置的速度大小为
C．小球的加速度大小为
D．频闪照相法可用于验证机械能守恒定律
7．（2021·全国·高一）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
8．（2022·全国·高一课时练习）蹦极是一项富有挑战性的运动，运动员将弹性绳的一端系在身上，另一端固定在高处，然后运动员从高处跳下，如图所示．图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，c点是运动员所到达的最低点．在运动员从a点到c点的运动过程中，忽略空气阻力，下列说法正确的是
A．运动员的速度一直增大
B．运动员的加速度始终减小
C．运动员始终处于失重状态
D．运动员克服弹力做的功大于重力对运动员做的功
二、多选题
9．（2021·全国·高一期末）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( )
A．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
B．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
C．不需要称量重锤的质量
D．必须称量重锤的质量，而且要估读到0.01 g
10．（2021·宁夏银川·三模）下列有关高中物理实验的说法中，正确的是（ ）
A．“验证力的平行四边形定则”实验采用的科学方法是等效替代法
B．电火花打点计时器的工作电压是220Ｖ的直流电
C．在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，由纸带上的一系列点迹取计数点，可求出任意两个计数点之间的平均速度
D．在“验证机械能守恒定律”的实验中，必须要用天平测出下落物体的质量
11．（2021·甘肃·天水市第一中学三模）在验证机械能守恒定律实验中，有几个注意的事项，下列正确的是（）
A．为减小摩擦阻力，需要调整打点计时器的限位孔，应该与纸带在同一竖直线上
B．可以选用质量很大的物体，先用手托住，等计时器通电之后再释放
C．实验操作如果正确合理，得到的动能增加量应略大于重力势能的减少量
D．只有选第1、2两点之间的间隔约等于2mm的纸带才代表第1点的速度为0
12．（2021·全国·高一课时练习）如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有
A．刻度尺
B．秒表
C．的直流电源
D．的交流电源
三、实验题
13．（2022·福建·厦门市松柏中学高一阶段练习）利用图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有______。（选填器材前的字母）
A．大小合适的铁质重锤 B．体积较大的木质重锤
C．刻度尺 D．天平 E.秒表
（2）在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是______。
A．释放重锤前，手捏住纸带上端并使纸带保持竖直
B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放连结重锤的纸带
C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，需要先测量该点到O的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度
D．用刻度尺测量某点到O的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度
（3）图2是实验中得到的一条纸带。在纸带上选取五个连续打出的点A、B、C、D、E，测得A、B、C三点到起始点距离分别为hA、hB、hC。已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量=_______________，动能的增加量=____________。数据处理的结果比较合理的应当是____________（填“大于”“等于”或“小于”），这是因为实验没有考虑各种阻力的影响，属于本实验的__________（选填“偶然”或“系统”）误差。
（4）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O距离h，然后利用正确的方法测量并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘图像去研究机械能是否守恒。若忽略阻力因素，那么本实验的图像应该是图中的____________。
A． B．C． D．
14．（2022·江苏·海安县实验中学高一阶段练习）如图甲所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律。
（1）实验中需要测量重物由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h，某同学对实验得到的纸带设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是_____。
A用刻度尺测出重物下落的高度h，由打点间隔数算出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v
B．用刻度尺测出重物下落的高度h，并通过计算出瞬时速度v
C．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过计算得出高度h
D．用刻度尺测出重物下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v
（2）安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出一条符合要求的纸带，如图丙所示，图丙中O点为打点起始点，且速度为零。选取纸带上打出的连续点A、B、C、……、G作为计数点，测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3。已知重物质量为m，重力加速度为g，打点计时程打点周期为T，为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打下O点到打下F点的过程中，重物重力势能的减少量△Ep=___________，动能的增加量△Ek=___________（用题中所给字母表示）。
（3）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是( )
A．该误差属于偶然误差
B．该误差属于系统误差
C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
（4）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2-h图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学的判断是否正确___________。
15．（2022·陕西汉中·一模）某同学利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。他在打好点的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示。把打下的第一点记作0，从0点后某个点开始，依次为1、2、3…，分别测出各个计时点到0的距离，已标在图乙中，已知打点计时器频率50HZ，当地重力加速度大小g=9.80m/s2，回答下列问题。（各计算结果均保留两位小数）
（1）通过该纸带上的数据，可得出重物下落的加速度为_________m/s2。
（2）通过该纸带上的数据，可计算出计时点4的速度为__________m/s。
（3）若重物的质量为0.5kg，从开始下落到图中计时点4时，重物的机械能损失为_________J。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．C
3．A
4．D
5．A
6．D
7．D
8．D
9．AC
10．AC
11．AD
12．AD
13． AC ABD 小于 系统 A
14． D BD 不正确
15． 9.75 1.94 0.01
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．（2021·全国·高三）《验证机械能守恒定律》的实验中，对自由下落的重物，下述选择的条件哪种更为有利？（ ）
A．只要有足够重就可以
B．只要体积足够小就可以
C．既要足够重，又要体积非常小
D．应该密度大些，还应便于夹紧纸带，使纸带随同运动时不致扭曲
2．（2021·安徽六安·高三阶段练习）在《验证机械能守恒定律》实验中，打的一条纸带如下图所示，O点为打的第一点，选取OP段验证机械能守恒，O，1…P为打的连续的点，打点时间间隔为T，重力加速度为g，下列说法中正确的有（ ）
A．打P点时纸带速度用vn=ngT计算
B．打P点时纸带速度用vn=或vn=计算
C．O、1两点之间间隔应略小于2mm
D．测量重锤质量用天平，不需要测重力
E．以h为横坐标，v2为纵坐标，P点（hn，vn2）与坐标原点所连直线的斜率表示重力加速度g
3．（2021·云南保山·高一期中）实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图a所示，某组同学在一次实验中，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图b所示，图象的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E，图b的图象中，表示小球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是( )
A．丙、乙、甲 B．乙、甲、丙
C．甲、乙、丙 D．丙、甲、乙
4．（2021·江苏扬州·高二学业考试）在做“验证机械能守恒定律”实验时，下列实验操作中正确合理的一项是（ ）
A．先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源
B．必须用秒表测出重锤下落的时间
C．先取下固定在重物上的打好点的纸带，再切断打点计时器的电源
D．选取重物时，其质量适当大点，可以减小因阻力而产生的误差
5．（2021·四川·成都外国语学校高一期末）在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法或做法正确的是（ ）
A．安装打点计时器时，两纸带限位孔应在同一竖直线上
B．实验时，在松开纸带让重物下落的同时，应立即接通电源
C．实验结果总是动能增加略大于势能减小
D．固定好打点计时器，用手拿住穿过限位孔的纸带一端，手应静止靠近打点计时器处
6．（2022·全国·浙江省新昌中学高一）频闪照相是每隔相等时间曝光一次的照相方法，在同一张相片上记录运动物体在不同时刻的位置。如图所示是小球在竖直方向运动过程中拍摄的频闪照片，相机的频闪周期为T，利用刻度尺测量相片上2、3、4、5与1位置之间的距离分别为x1、x2、x3、x4。下列说法正确的是（ ）
A．小球一定处于下落状态
B．小球在2位置的速度大小为
C．小球的加速度大小为
D．频闪照相法可用于验证机械能守恒定律
7．（2021·全国·高一）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
8．（2022·全国·高一课时练习）蹦极是一项富有挑战性的运动，运动员将弹性绳的一端系在身上，另一端固定在高处，然后运动员从高处跳下，如图所示．图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，c点是运动员所到达的最低点．在运动员从a点到c点的运动过程中，忽略空气阻力，下列说法正确的是
A．运动员的速度一直增大
B．运动员的加速度始终减小
C．运动员始终处于失重状态
D．运动员克服弹力做的功大于重力对运动员做的功
二、多选题
9．（2021·全国·高一期末）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( )
A．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
B．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
C．不需要称量重锤的质量
D．必须称量重锤的质量，而且要估读到0.01 g
10．（2021·宁夏银川·三模）下列有关高中物理实验的说法中，正确的是（ ）
A．“验证力的平行四边形定则”实验采用的科学方法是等效替代法
B．电火花打点计时器的工作电压是220Ｖ的直流电
C．在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，由纸带上的一系列点迹取计数点，可求出任意两个计数点之间的平均速度
D．在“验证机械能守恒定律”的实验中，必须要用天平测出下落物体的质量
11．（2021·甘肃·天水市第一中学三模）在验证机械能守恒定律实验中，有几个注意的事项，下列正确的是（）
A．为减小摩擦阻力，需要调整打点计时器的限位孔，应该与纸带在同一竖直线上
B．可以选用质量很大的物体，先用手托住，等计时器通电之后再释放
C．实验操作如果正确合理，得到的动能增加量应略大于重力势能的减少量
D．只有选第1、2两点之间的间隔约等于2mm的纸带才代表第1点的速度为0
12．（2021·全国·高一课时练习）如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有
A．刻度尺
B．秒表
C．的直流电源
D．的交流电源
三、实验题
13．（2022·福建·厦门市松柏中学高一阶段练习）利用图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有______。（选填器材前的字母）
A．大小合适的铁质重锤 B．体积较大的木质重锤
C．刻度尺 D．天平 E.秒表
（2）在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是______。
A．释放重锤前，手捏住纸带上端并使纸带保持竖直
B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放连结重锤的纸带
C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，需要先测量该点到O的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度
D．用刻度尺测量某点到O的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度
（3）图2是实验中得到的一条纸带。在纸带上选取五个连续打出的点A、B、C、D、E，测得A、B、C三点到起始点距离分别为hA、hB、hC。已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量=_______________，动能的增加量=____________。数据处理的结果比较合理的应当是____________（填“大于”“等于”或“小于”），这是因为实验没有考虑各种阻力的影响，属于本实验的__________（选填“偶然”或“系统”）误差。
（4）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O距离h，然后利用正确的方法测量并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘图像去研究机械能是否守恒。若忽略阻力因素，那么本实验的图像应该是图中的____________。
A． B．C． D．
14．（2022·江苏·海安县实验中学高一阶段练习）如图甲所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律。
（1）实验中需要测量重物由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h，某同学对实验得到的纸带设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是_____。
A用刻度尺测出重物下落的高度h，由打点间隔数算出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v
B．用刻度尺测出重物下落的高度h，并通过计算出瞬时速度v
C．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过计算得出高度h
D．用刻度尺测出重物下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v
（2）安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出一条符合要求的纸带，如图丙所示，图丙中O点为打点起始点，且速度为零。选取纸带上打出的连续点A、B、C、……、G作为计数点，测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3。已知重物质量为m，重力加速度为g，打点计时程打点周期为T，为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打下O点到打下F点的过程中，重物重力势能的减少量△Ep=___________，动能的增加量△Ek=___________（用题中所给字母表示）。
（3）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是( )
A．该误差属于偶然误差
B．该误差属于系统误差
C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
（4）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2-h图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学的判断是否正确___________。
15．（2022·陕西汉中·一模）某同学利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。他在打好点的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示。把打下的第一点记作0，从0点后某个点开始，依次为1、2、3…，分别测出各个计时点到0的距离，已标在图乙中，已知打点计时器频率50HZ，当地重力加速度大小g=9.80m/s2，回答下列问题。（各计算结果均保留两位小数）
（1）通过该纸带上的数据，可得出重物下落的加速度为_________m/s2。
（2）通过该纸带上的数据，可计算出计时点4的速度为__________m/s。
（3）若重物的质量为0.5kg，从开始下落到图中计时点4时，重物的机械能损失为_________J。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．C
3．A
4．D
5．A
6．D
7．D
8．D
9．AC
10．AC
11．AD
12．AD
13． AC ABD 小于 系统 A
14． D BD 不正确
15． 9.75 1.94 0.01
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