第5节实验：验证机械能守恒定律 同步练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第5节实验：验证机械能守恒定律 同步练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 244.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-01 16:10:21 | ||
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文档简介
2021-2022学年人教版（2019）必修第二册第八章第5节实验：验证机械能守恒定律
过 关 演 练
一、单选题
1． 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．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
2． 如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R，bc是半径为R的四分之一的圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为（ ）
A．2mgR
B．4mgR
C．5mgR
D．6mgR
3． 图示为某同学做验证机械能守恒定律实验的装置。实验结果显示，重锤重力势能的减少量总略大于动能的增加量，其主要原因是（ ）
A．重锤的密度过大
B．电源的电压不稳定
C．没有采用多次实验取平均值
D．存在空气阻力和纸带与限位孔之间的摩擦阻力
4． 一半径为R的圆柱体水平固定，横截面如图所示，长度为、不可伸长的轻细绳，一端固定在圆柱体最高点P处，另一端系一个小球，小球位于P点右侧同一水平高度的Q点时，绳刚好拉直，将小球从Q点由静止释放，当与圆柱体未接触部分的细绳竖直时，小球的速度大小为（重力加速度为g，不计空气阻力）（ ）
A． B． C． D．
5． 某同学做“验证机械能守恒定律”的实验时，从打出的一条纸带中选取了清晰的点进行研究，根据所学的知识计算出打2、3两计数点时纸带的瞬时速度，并用、表示，用刻度尺测量出2、3两计数点之间的距离，用表示。验证机械能守恒定律的关系式应为（ ）
A．
B．
C．
D．
6． 如图所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置，在该实验中（ ）
A．需要用秒表测量重物下落的时间
B．需要用刻度尺测量重物下落的高度
C．释放纸带时，重物应尽量远离电火花计时器
D．电火花计时器的工作电压为交流10V以下
7． 在“验证机械能守恒定律”的实验中，已备有：电火花计时器、纸带、刻度尺、带铁夹的铁架台，还需要的器材是（ ）
A．弹簧秤 B．天平 C．秒表 D．重锤
8． 在“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是（ ）
A．实验中必需用天平测量重物的质量
B．打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上
C．需使用秒表测出重物下落的时间
D．打点结束应先检查纸带点迹是否清晰，再关闭电源
9． “验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示．下列做法正确的是
A．选用较小密度材料制成的重锤
B．先释放纸带，再接通电源
C．将纸带沿竖直方向穿过限位孔
D．选用直流电源给打点计时器供电
10．如图所示，将一表面光滑的半圆柱体固定于水平桌面上，一跨过圆柱表面不可伸长的轻绳分别与甲、乙两个质量不同的小球相连，乙球的质量大于甲球的质量。开始时用手按住甲球位于水平桌面且靠住圆柱侧面。现静止释放甲球，为使小球甲能恰好通过圆柱的最高点，球可看成质点，则下列说法正确的是（ ）
A．甲球在运动到圆柱顶前两球速度相同
B．乙球下落过程中机械能守恒
C．当两球质量比满足时，甲球能恰好通过圆柱顶端
D．当两球质量比满足时，甲球能恰好通过圆柱顶端
二、多选题
11．在验证机械能守恒定律的实验中，要验证的是重锤重力势能的减少量等于它的动能的增加，以下步骤中仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有（ ）
A．把打点计时器固定在铁架台上，并用导线把它和低压直流电源连接起来
B．把纸带的一端固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度
C．接通电源，释放纸带
D．用秒表测出重锤下落的时间
12．用自由落体法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（ ）
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
13．在验证“机械能守恒定律”的实验中，纸带上已按要求选出0、1、2、3、4、5、6七个计数点，相邻计数点间的距离依次为x1、x2、x3、x4、x5、x6，则可以判断和计算出（ ）
A．计数点0的对应速度v0一定为0
B．根据平均速度可计算出第1计数点的对应速度，同理可算出v2、v3、v4、v5
C．无法计算出v0和v6的大小
D．可作出v－t图象求出斜率即加速度
14．在验证机械能守恒定律的实验中，如下哪些措施是必要的（ ）
A．打出几条纸带，从中选出打下的第1、2两点间距离接近2mm的纸带备用
B．重锤的质量应尽可能大些
C．实验中必须用天平测出重锤的质量
D．实验中必须先从纸带上求出重力加速度g，用以计算重锤重力势能的减少量
15．在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证重锤下落时重力势能的减少等于它动能的增加，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有（ ）
A．用天平称出重锤的质量
B．把电火花计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来
C．把纸带的一端固定到重锤上，另一端穿过电火花计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度
D．接通电源，释放纸带
三、实验题
16．小明利用如图装置验证机械能守恒定律。图中为轻杆，为固定转轴，端小球固定于杆上，质量为。端小球放在轻质勺形槽内，质量为。由静止释放后，轻杆从水平位置逆时针转动，轻杆转到竖直位置时被制动，球被水平抛出。
（1）实验时，小明首先测量了、及两球距点的距离、，除此之外，还需要测量的物理量有__________。
A．球从释放到运动至最低点的时间
B．点离地面的高度
C．球落地点与点的水平距离
（2）结合（1）中的各物理量，轻杆从水平位置自由释放，利用上述测定的物理量和重力加速度，可得系统重力势能减少量为____________，动能增加量为___________。
17．图甲是“验证机械能守恒定律”的实验装置．图乙是某同学在实验过程中得到的一条纸带，相邻两个计数点间还有4个计时点没有标出．打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度g为，请回答以下问题：
⑴下列说法正确的是_______
A．打点计时器使用交流电源
B．释放纸带后应立刻接通电源
C．重物的密度应大一些
D．不需要测出重物的质量
⑵根据图乙中的数据，可得打出计数点“B”时重物的速度=_______．（结果保留3位有效数字）
⑶该同学换用了其它重物进行实验，得出了另外一条纸带（题中未画出）．测量出纸带中打出的第一点到各计数点的距离h,计算出打各计数点时重物的速度v，作出关系图象如图丙所示．试根据图线判断，此过程中重物的机械能 _______(填 “守恒”或“不守恒”）．理由是：_________________________________．
2021-2022学年人教版（2019）必修第二册第八章第5节实验：验证机械能守恒定律（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A C D A B B D B C C
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AD CD BD AB AB
三、实验题
16． BC
17． ACD 1.93 不守恒 根据图象可算出重物下落的加速度，明显小于当地的重力加速度，所以下落过程机械能不守恒
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过 关 演 练
一、单选题
1． 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．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
2． 如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R，bc是半径为R的四分之一的圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为（ ）
A．2mgR
B．4mgR
C．5mgR
D．6mgR
3． 图示为某同学做验证机械能守恒定律实验的装置。实验结果显示，重锤重力势能的减少量总略大于动能的增加量，其主要原因是（ ）
A．重锤的密度过大
B．电源的电压不稳定
C．没有采用多次实验取平均值
D．存在空气阻力和纸带与限位孔之间的摩擦阻力
4． 一半径为R的圆柱体水平固定，横截面如图所示，长度为、不可伸长的轻细绳，一端固定在圆柱体最高点P处，另一端系一个小球，小球位于P点右侧同一水平高度的Q点时，绳刚好拉直，将小球从Q点由静止释放，当与圆柱体未接触部分的细绳竖直时，小球的速度大小为（重力加速度为g，不计空气阻力）（ ）
A． B． C． D．
5． 某同学做“验证机械能守恒定律”的实验时，从打出的一条纸带中选取了清晰的点进行研究，根据所学的知识计算出打2、3两计数点时纸带的瞬时速度，并用、表示，用刻度尺测量出2、3两计数点之间的距离，用表示。验证机械能守恒定律的关系式应为（ ）
A．
B．
C．
D．
6． 如图所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置，在该实验中（ ）
A．需要用秒表测量重物下落的时间
B．需要用刻度尺测量重物下落的高度
C．释放纸带时，重物应尽量远离电火花计时器
D．电火花计时器的工作电压为交流10V以下
7． 在“验证机械能守恒定律”的实验中，已备有：电火花计时器、纸带、刻度尺、带铁夹的铁架台，还需要的器材是（ ）
A．弹簧秤 B．天平 C．秒表 D．重锤
8． 在“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是（ ）
A．实验中必需用天平测量重物的质量
B．打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上
C．需使用秒表测出重物下落的时间
D．打点结束应先检查纸带点迹是否清晰，再关闭电源
9． “验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示．下列做法正确的是
A．选用较小密度材料制成的重锤
B．先释放纸带，再接通电源
C．将纸带沿竖直方向穿过限位孔
D．选用直流电源给打点计时器供电
10．如图所示，将一表面光滑的半圆柱体固定于水平桌面上，一跨过圆柱表面不可伸长的轻绳分别与甲、乙两个质量不同的小球相连，乙球的质量大于甲球的质量。开始时用手按住甲球位于水平桌面且靠住圆柱侧面。现静止释放甲球，为使小球甲能恰好通过圆柱的最高点，球可看成质点，则下列说法正确的是（ ）
A．甲球在运动到圆柱顶前两球速度相同
B．乙球下落过程中机械能守恒
C．当两球质量比满足时，甲球能恰好通过圆柱顶端
D．当两球质量比满足时，甲球能恰好通过圆柱顶端
二、多选题
11．在验证机械能守恒定律的实验中，要验证的是重锤重力势能的减少量等于它的动能的增加，以下步骤中仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有（ ）
A．把打点计时器固定在铁架台上，并用导线把它和低压直流电源连接起来
B．把纸带的一端固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度
C．接通电源，释放纸带
D．用秒表测出重锤下落的时间
12．用自由落体法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（ ）
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
13．在验证“机械能守恒定律”的实验中，纸带上已按要求选出0、1、2、3、4、5、6七个计数点，相邻计数点间的距离依次为x1、x2、x3、x4、x5、x6，则可以判断和计算出（ ）
A．计数点0的对应速度v0一定为0
B．根据平均速度可计算出第1计数点的对应速度，同理可算出v2、v3、v4、v5
C．无法计算出v0和v6的大小
D．可作出v－t图象求出斜率即加速度
14．在验证机械能守恒定律的实验中，如下哪些措施是必要的（ ）
A．打出几条纸带，从中选出打下的第1、2两点间距离接近2mm的纸带备用
B．重锤的质量应尽可能大些
C．实验中必须用天平测出重锤的质量
D．实验中必须先从纸带上求出重力加速度g，用以计算重锤重力势能的减少量
15．在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证重锤下落时重力势能的减少等于它动能的增加，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有（ ）
A．用天平称出重锤的质量
B．把电火花计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来
C．把纸带的一端固定到重锤上，另一端穿过电火花计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度
D．接通电源，释放纸带
三、实验题
16．小明利用如图装置验证机械能守恒定律。图中为轻杆，为固定转轴，端小球固定于杆上，质量为。端小球放在轻质勺形槽内，质量为。由静止释放后，轻杆从水平位置逆时针转动，轻杆转到竖直位置时被制动，球被水平抛出。
（1）实验时，小明首先测量了、及两球距点的距离、，除此之外，还需要测量的物理量有__________。
A．球从释放到运动至最低点的时间
B．点离地面的高度
C．球落地点与点的水平距离
（2）结合（1）中的各物理量，轻杆从水平位置自由释放，利用上述测定的物理量和重力加速度，可得系统重力势能减少量为____________，动能增加量为___________。
17．图甲是“验证机械能守恒定律”的实验装置．图乙是某同学在实验过程中得到的一条纸带，相邻两个计数点间还有4个计时点没有标出．打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度g为，请回答以下问题：
⑴下列说法正确的是_______
A．打点计时器使用交流电源
B．释放纸带后应立刻接通电源
C．重物的密度应大一些
D．不需要测出重物的质量
⑵根据图乙中的数据，可得打出计数点“B”时重物的速度=_______．（结果保留3位有效数字）
⑶该同学换用了其它重物进行实验，得出了另外一条纸带（题中未画出）．测量出纸带中打出的第一点到各计数点的距离h,计算出打各计数点时重物的速度v，作出关系图象如图丙所示．试根据图线判断，此过程中重物的机械能 _______(填 “守恒”或“不守恒”）．理由是：_________________________________．
2021-2022学年人教版（2019）必修第二册第八章第5节实验：验证机械能守恒定律（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A C D A B B D B C C
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AD CD BD AB AB
三、实验题
16． BC
17． ACD 1.93 不守恒 根据图象可算出重物下落的加速度，明显小于当地的重力加速度，所以下落过程机械能不守恒
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