第5节实验：验证机械能守恒定律（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（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 211.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-07 00:09:38 | ||
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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
能力提升练习
一、单选题
1． 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图象应是图中的（ ）
A．
B．
C．
D．
2． 某同学用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律"实验。下列说法正确的是（ ）
A．打点计时器使用的是交流电源
B．完成该实验需要秒表
C．实验时应先释放纸带，再接通电源
D．实验时必需测量物体的质量
3． 在做“验证机械能守恒定律”的实验时，以下说法中正确的是（ ）
A．选用重锤时，密度大体积小的比密度小体积大的好
B．选用重锤时，密度小体积大的比密度大体积小的好
C．选用的重锤一定要测其质量
D．重锤的质量大小与实验准确性无关
4． 如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮。质量分别为M、m（M>m）的滑块A、B，通过跨过定滑轮的不可伸长的轻绳连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（ ）
A．两滑块组成的系统机械能守恒
B．重力对A做的功等于A动能的增加量
C．轻绳对B做的功等于B势能的增加量
D．两滑块组成系统的机械能损失量等于A克服摩擦力做的功
5． 某位同学做利用自由落体运动“验证机械能守恒定律”的实验，下列操作步骤中错误的是（ ）
A．把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源
B．将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度
C．先释放纸带，再接通电源
D．更换纸带，重复实验，根据记录处理数据
6． 关于“验证机械能守恒定律”的实验中，以下说法正确的是（ ）
A．实验中摩擦不可避免，因此纸带越短越好，因为纸带越短，克服摩擦力做的功就越小，误差就越小
B．称出重锤的质量
C．纸带上第1、2两点间距若不接近2 mm，则无论怎样处理实验数据，实验误差一定较大
D．处理打完点的纸带时，可以直接利用打点计时器打出的实际点迹，而不必采用“计数点”的方法
7． 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
8． 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
9． 在“验证机械能守恒定律”的实验中不需测量或计算的物理量是（ ）
A．下落高度 B．瞬时速度 C．重物质量 D．时间
10．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．
二、多选题
11．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
12．在做“验证机械能守恒定律”实验时，发现重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的原因是（ ）
A．选用的重锤质量过大
B．打点计时器对纸带有阻力
C．空气对重锤有阻力
D．实验时操作不仔细，导致数据测量不准确
13．如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态。小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止。物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度。在上述过程中（ ）
A．弹簧的最大弹力为μmg
B．物块克服摩擦力做的功为2μmgs
C．弹簧的最大弹性势能为μmgs
D．物块在A点的初速度为
14．某同学利用如图所示的装置验证机械能守恒定律时，发现重物动能的增加量明显小于重力势能的减少量，造成这一结果的原因可能有（ ）
A．阻力太大
B．重物的质量太大
C．操作或测量不正确
D．机械能守恒定律不成立
15．如图所示的装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和砂桶等组成。光电门可以测出滑块的遮光板分别通过两个光电门的时间Δt1、Δt2，游标卡尺可以测出遮光板的宽度d，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离L，另用天平测出滑块、砂桶（含砂）的质量分别为M和m，下列说法正确的是（ ）
A．用该装置可以测出滑块通过两光电门的速度，并计算出滑块运动的加速度a
B．用该装置验证牛顿第二定律时，要保证拉力近似等于砂桶（含砂）的重力，因此必须满足m≤M
C．可以用该装置验证滑块的机械能守恒
D．可以用该装置探究“功和速度变化的关系”
三、实验题
16．某同学用如图所示的装置通过研究重锤的自由落体运动来验证机械能守恒定律。已知重力加速度为g。
（1）在实验得到的纸带中，我们选用如图所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的纸带来验证机械能守恒定律．图中A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的原始点，F点是第n个点．设相邻点间的时间间隔为T，下列表达式可以用在本实验中计算F点速度vF的是________。
A．vF＝g(nT)
B．vF＝
C．vF＝
D．vF＝
（2）若代入图中所测的数据，求得在误差范围内等于________(用已知量和图中测出的物理量表示)，即可验证重锤下落过程中机械能守恒．即使在操作及测量无误的前提下，所求也一定会略________(选填“大于”或“小于”)后者的计算值，这是实验存在系统误差的必然结果。
17．如图为一理想阿特伍德机示意图，利用它可以验证力学定律。物块A（安装了一个遮光片）、B用轻质无弹性的细绳连接后跨在轻质光滑定滑轮两端，两物块离地足够高。物块A上的遮光片正下方固定了一个光电门，光电门通过数据采集器与计算机相连。预先已经用天平测出了物块A（含遮光片）、B的质量分别为mA、mB（mA＞mB）在用游标卡尺测遮光片宽度d时，读数如图乙，则d=___________mm。
(1)接通光电门，由静止同时释放物块A、B，此后，计算机自动记录遮光片通过光电门所用的时间。若想要利用该装置验证牛顿第二定律，已知当地重力加速度为g，还需要测量的物理量是___________（利用文字描述并标明对应的物理量符号），验证牛顿第二定律时需要验证的等式为___________（写出等式的完整形式，无需简化）。
(2)若要利用上述所有数据验证机械能守恒定律，则所需要验证的等式为___________（写出等式的完整形式，无需简化）。
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 C A A D C D A B C B
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 BD BC BC AC ABD
三、实验题
16． C ghn 小于
17． 物块A从初始位置到光电门的距离h
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能力提升练习
一、单选题
1． 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图象应是图中的（ ）
A．
B．
C．
D．
2． 某同学用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律"实验。下列说法正确的是（ ）
A．打点计时器使用的是交流电源
B．完成该实验需要秒表
C．实验时应先释放纸带，再接通电源
D．实验时必需测量物体的质量
3． 在做“验证机械能守恒定律”的实验时，以下说法中正确的是（ ）
A．选用重锤时，密度大体积小的比密度小体积大的好
B．选用重锤时，密度小体积大的比密度大体积小的好
C．选用的重锤一定要测其质量
D．重锤的质量大小与实验准确性无关
4． 如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮。质量分别为M、m（M>m）的滑块A、B，通过跨过定滑轮的不可伸长的轻绳连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（ ）
A．两滑块组成的系统机械能守恒
B．重力对A做的功等于A动能的增加量
C．轻绳对B做的功等于B势能的增加量
D．两滑块组成系统的机械能损失量等于A克服摩擦力做的功
5． 某位同学做利用自由落体运动“验证机械能守恒定律”的实验，下列操作步骤中错误的是（ ）
A．把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源
B．将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度
C．先释放纸带，再接通电源
D．更换纸带，重复实验，根据记录处理数据
6． 关于“验证机械能守恒定律”的实验中，以下说法正确的是（ ）
A．实验中摩擦不可避免，因此纸带越短越好，因为纸带越短，克服摩擦力做的功就越小，误差就越小
B．称出重锤的质量
C．纸带上第1、2两点间距若不接近2 mm，则无论怎样处理实验数据，实验误差一定较大
D．处理打完点的纸带时，可以直接利用打点计时器打出的实际点迹，而不必采用“计数点”的方法
7． 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
8． 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
9． 在“验证机械能守恒定律”的实验中不需测量或计算的物理量是（ ）
A．下落高度 B．瞬时速度 C．重物质量 D．时间
10．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．
二、多选题
11．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
12．在做“验证机械能守恒定律”实验时，发现重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的原因是（ ）
A．选用的重锤质量过大
B．打点计时器对纸带有阻力
C．空气对重锤有阻力
D．实验时操作不仔细，导致数据测量不准确
13．如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态。小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止。物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度。在上述过程中（ ）
A．弹簧的最大弹力为μmg
B．物块克服摩擦力做的功为2μmgs
C．弹簧的最大弹性势能为μmgs
D．物块在A点的初速度为
14．某同学利用如图所示的装置验证机械能守恒定律时，发现重物动能的增加量明显小于重力势能的减少量，造成这一结果的原因可能有（ ）
A．阻力太大
B．重物的质量太大
C．操作或测量不正确
D．机械能守恒定律不成立
15．如图所示的装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和砂桶等组成。光电门可以测出滑块的遮光板分别通过两个光电门的时间Δt1、Δt2，游标卡尺可以测出遮光板的宽度d，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离L，另用天平测出滑块、砂桶（含砂）的质量分别为M和m，下列说法正确的是（ ）
A．用该装置可以测出滑块通过两光电门的速度，并计算出滑块运动的加速度a
B．用该装置验证牛顿第二定律时，要保证拉力近似等于砂桶（含砂）的重力，因此必须满足m≤M
C．可以用该装置验证滑块的机械能守恒
D．可以用该装置探究“功和速度变化的关系”
三、实验题
16．某同学用如图所示的装置通过研究重锤的自由落体运动来验证机械能守恒定律。已知重力加速度为g。
（1）在实验得到的纸带中，我们选用如图所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的纸带来验证机械能守恒定律．图中A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的原始点，F点是第n个点．设相邻点间的时间间隔为T，下列表达式可以用在本实验中计算F点速度vF的是________。
A．vF＝g(nT)
B．vF＝
C．vF＝
D．vF＝
（2）若代入图中所测的数据，求得在误差范围内等于________(用已知量和图中测出的物理量表示)，即可验证重锤下落过程中机械能守恒．即使在操作及测量无误的前提下，所求也一定会略________(选填“大于”或“小于”)后者的计算值，这是实验存在系统误差的必然结果。
17．如图为一理想阿特伍德机示意图，利用它可以验证力学定律。物块A（安装了一个遮光片）、B用轻质无弹性的细绳连接后跨在轻质光滑定滑轮两端，两物块离地足够高。物块A上的遮光片正下方固定了一个光电门，光电门通过数据采集器与计算机相连。预先已经用天平测出了物块A（含遮光片）、B的质量分别为mA、mB（mA＞mB）在用游标卡尺测遮光片宽度d时，读数如图乙，则d=___________mm。
(1)接通光电门，由静止同时释放物块A、B，此后，计算机自动记录遮光片通过光电门所用的时间。若想要利用该装置验证牛顿第二定律，已知当地重力加速度为g，还需要测量的物理量是___________（利用文字描述并标明对应的物理量符号），验证牛顿第二定律时需要验证的等式为___________（写出等式的完整形式，无需简化）。
(2)若要利用上述所有数据验证机械能守恒定律，则所需要验证的等式为___________（写出等式的完整形式，无需简化）。
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 C A A D C D A B C B
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 BD BC BC AC ABD
三、实验题
16． C ghn 小于
17． 物块A从初始位置到光电门的距离h
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