2018-2019学年人教版高中物理 必修二 7.9 实验：验证机械能守恒定律 同步练习
一、选择题
1．（2017高二下·宁波期中）关于“验证机械能守恒定律”的实验，下列叙述中正确的是（ ）
A．必须用天平测出重物的质量
B．必须采用直流低压电源
C．必须先接通电源，后释放纸带
D．必须用停表测出重物下落的时间
【答案】C
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】解：A、因为我们是比较mgh、 mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要测出重物的质量，故A错误；
B、打点计时器采用的是交流电源，故B错误；
C、先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落，在纸带上打出一系列点，利于数据的采集和处理，故C正确；
D、我们可以通过打点计时器计算时间，不需要秒表，故D错误．
故选C．
【分析】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项，清楚该实验的误差来源等．
2．图示为“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．选择体积大、质量小的重锤
B．可用公式 计算重锤的速度
C．接通电源和释放纸带必须同时进行
D．重锤下落的高度可通过纸带上点间的距离来确定
【答案】D
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】重力越大，体积越小，受到的空气阻力越小，所以为了减小空气阻力，应选择体积小，质量大的重锤，A不符合题意；因为 是根据自由落体运动推导出来的，而自由落体运动满足机械能守恒，即该公式满足机械能守恒，现在需要验证机械能守恒，故不能使用，B不符合题意；在实验时，应先接通电源后释放纸带，C不符合题意；重锤下落的高度可通过纸带上点间的距离来确定，D符合题意.
故答案为：D
【分析】验证机械能守恒要使用质量大体积小的重锤减少空气阻力的影响；直接利用打点计时器和纸带可以求出重锤的速度；应该先接通电源后释放纸带，下落的高度直接利用纸带上的点可以直接测量。
3．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
【答案】C
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】本实验需要验证的方程是： ，所以需要测量下落的高度h、瞬时速度v，比较mgh、 的大小关系，故m可约去比较，不需要测出重物的质量m．本实验用到打点计时器，来测量瞬时速度时，是根据匀变速直线运动推论：一段时间内的平均速度等于中点时刻的瞬时速度，需要计算时间，A，B，D是需要测量或计算的，C是不需要的测量的；本题选不需要测量或计算的，
故答案为：C.
【分析】利用机械能原理重力势能的减少等于动能的增加可以发现表达式处理之后没有物体的质量所以不需要测量质量。
4．在“研究机械能守恒定律的试验”中，重物从一定高度处自由下落的过程中，重力做了20J的功，则（ ）
A．该重物的重力势能减少，减少量等于20J
B．该重物的重力势能增加，增加量等于20J
C．该重物的重力势能减少，减少量大于20J
D．该重物的重力势能增加，增加量小于20J
【答案】A
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】重力做功量度重力势能的变化，
在自由下落过程中，重力做了20J的功，重力势能减少20J．故A正确，B、C、D错误．
故选A．
【分析】解决本题的关键掌握重力做功与重力势能的关系：重力做了多少的正功，重力势能减少多少，重力做了多少的负功，重力势能增加多少．
5．在“验证机械能守恒定律”的实验中，下面叙述正确的是
A．应该用天平称出物体的质量
B．操作时应先放纸带后接电源
C．安装打点计时器时，两纸带限位孔应在同一竖直线上
D．电火花打点计时器应接在电压为220V的交流电源上
【答案】C,D
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】由于该实验中质量可以消去，即： 可以转化为 ，则物体质量不必测量，A不符合题意；打点计时器启动后再释放纸袋，B不符合题意；为了减少摩擦带来的误差，尽量让两限位孔在同一直线，C符合题意；电火花计时器工作电压为220v而电磁打点计时器工作电压为4-6v，D符合题意。
故答案为：CD
【分析】根据机械能守恒表达式可以判断质量可以不用测量；打点计时器操作需要先接通电源再释放纸带；两个限位孔在同一直线上是为了减小阻力的影响；电火花计时器的工作电源是交流电220V。
6．在验证机械能守恒定律的实验中，对于自由下落的重物，下述选择的条件更为有利的是（ ）
A．只要足够重就可以
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
【答案】D
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】重物密度大些，相对阻力的影响小一些，如果重物体积太小，纸带在运动过程中容易发生扭曲，
故答案为：D。
【分析】验证机械能守恒要减少阻力的影响所以使用的物体应该体积比较小但是密度比较大。
二、实验题
7．某同学设计的“验证机械能守恒定律”实验，操作步骤有： 将打点计时器固定在铁架台上； 松开纸带，重物自由下落； 更换纸带，重复实验几次； 接通电源，打点计时器开始工作； 将连接重物的纸带穿过打点计时器 实验操作顺序正确的是
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】根据实验原理与操作步骤一一分析：首先是安装实验的器材，包括： 将打点计时器固定在铁架台上； 将连接重物的纸带穿过打点计时器；然后是接通电源 ，放开纸带 ，为了取得较好的实验效果，还要 更换纸带，重复实验几次，最后是数据处理 所以实验的步骤是： .
故答案为：C.
【分析】首先是器材的安装，主要有固定打点计时器和连接重物；其次是接通电源释放重物，最后则是重复实验，减小实验的误差。
8．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阻力，这样会导致实验结果（ ）
A． ＞ B． ＜
C． = D．以上均有可能
【答案】A
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】如果阻力较大，物体需要克服阻力做功，重力势能不能全部转化为动能，因此会出现mgh＞ mv2的结果。A符合题意、BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】由于克服阻力做功就会导致内能的产生，则减少的重力势能大于动能的增加。
9．实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图 所示，标尺盘中A、B、C、D为摆锤的四个位置，各点与最低点D的高度差已由计算机默认 某组同学在实验中，得到的图象如图 所示 图象的横轴表示摆锤距D点的高度h，纵轴表示摆锤的重力势能 、动能 或机械能 下列说法错误的是
A．光电门传感器要分别放在D，C，B点进行重复操作
B．摆锤每次释放的高度要保持不变，且必须保证让摆锤的直径宽度遮挡红外发射孔
C．图线甲表示摆锤的机械能E
D．图线乙表示摆锤的机械能
【答案】D
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】A、B、光电门传感器要分别放在D、C、B点进行重复操作，利用光电门来测量各点的瞬时速度，注意摆锤每次释放的高度要保持不变，且必须保证让摆锤的直径宽度遮挡红外发射孔，A，B不符合题意。
C、D、小球在静止释放后，重力在做正功，重力势能 不断减少，动能 不断增加，通过观察图象b特点易知：丙表示重力势能 ，乙表示动能 ，甲表示机械能E，C不符合题意，D错误，符合题意。
故答案为：D．
【分析】摆锤下落过程中机械能守恒，动能增加，重力势能减少所以可以判断图线对应的能量变化；利用光电门的位置不同可以测量不同位置的瞬时速度；要测量瞬时速度必须让摆锤的直径通过发射孔。
10．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
【答案】A,D
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】通过打点计时器计算时间，故不需要秒表，打点计时器应该与交流电源连接，需要刻度尺测量纸带上两点间的距离 A、D符合题意，B、C不符合题意．
故答案为：AD．
【分析】打点计时器需要使用交流电源，纸带的处理需要使用刻度尺。
11．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DIS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光电门，它们可以近似测出运动物体的瞬时速度 在实验中测得物体经过A点时的速度为 ，经过B点时的速度为 ，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，你认为其中必要或者正确的是
A．用天平测出物体的质量
B．用刻度尺测量A，B两点间的竖直距离
C．利用 算出物体从A点运动到B点的过程中重力势能的变化量
D．验证 与2gh是否相等
【答案】B,D
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】A、根据机械能守恒的表达式，可知不需要测量质量，A不符合题意.
B、实验中需要测量从A到B过程中重力势能的减小量，因此需要测量AB之间的距离h，B符合题意.
C、A点运动到B点的过程中重力势能的变化量 ，利用 算出物体从A点运动到B点的过程中动能增加量，C不符合题意.
D、根据机械能守恒有： ，即验证 与2gh是否相等，D符合题意.
故答案为：BD.
【分析】根据机械能表达式不要测量物体的质量；利用机械能表达式需要测量两个光电门直接的距离求出重力势能的变化；利用末动能减初动能只能求出动能的变化量，利用机械能表达式可以求出验证守恒的表达式。
12．利用自由落体运动验证机械能守恒定律，就是看 是否等于 下列说法中正确的是
A．打点计时器打初始O点时，物体的速度等于零
B． 是点n到O的距离
C．m为重物的质量，需用天平称量
D．计算 要用 ，其中
【答案】A,B
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】A、物体动能的增加量应为 ，题目中看 是否等于 ，即将 看成零来对待，故打初始0点时，物体速度为0，A符合题意。
B、物体重力势能的减少量量应为： ，题目中看 ，即将 看成起点即零势能面，故 为点n到0的距离；B符合题意。
C、式子 是否等于 中m可以消掉，故不需测量重物的质量，C不符合题意。
D、计算 要用 对，但由于起点为速度为零的点即运动的起始点，故时间 ，D不符合题意。
故答案为：AB.
【分析】根据动能变化量等于末动能大小所以初始速度必须为0；则高度则是初始O点到某点间的距离；根据机械能守恒表达式可以判断质量不需要测量；而瞬时速度直接利用平均速度公式求解。
13．某同学利用图1的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率f有20Hz、30Hz、 打出的纸带如图2所示．
（1）从纸带上可以看出重物匀加速下落，利用f和图中给出的物理量可以写出在打点计时器打B点时重物下落的速度为 ，打C点时重物下落的速度为 ，重物下落的加速度为 ．
（2）已测得 ， ， ；当地的加速度为 ，若使用40Hz作为计时器电源，则实验中重物所受的平均阻力约为其重力的 保留两位有效数字
【答案】（1）；；
（2）
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】 点的速度等于AC段的平均速度，则 ，C点的速度等于BD段的平均速度， ．
重物下落的加速度 ． 代入数据得，重物的加速度 ，
根据牛顿第二定律得， ，则 ，
所以 ．
【分析】（1）利用平均速度公式可以求出B、C两点瞬时速度的大小，利用逐差法可以求出加速度的大小；
（2）利用牛顿第二定律结合加速度的大小可以求出阻力占重力的百分比。
14．像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间 如图乙所示，气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦 某实验小组利用如图乙所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒 实验前要调整气垫导轨底座使之水平，用游标卡尺测得遮光条的宽度为d，实验时滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间
（1）某同学用游标卡尺测得遮光条 图丙 的宽度 cm
（2）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门所花时间为 ，则滑块经过光电门时的瞬时速度为 用游标卡尺的测量结果计算 ．
（3）在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、 和 用文字说明并用相应的字母表示 ．
（4）本实验，通过比较 和 在实验误差允许的范围内相等 用测量的物理量符号表示 ，从而验证了系统的机械能守恒．
【答案】（1）1.05
（2）0.875
（3）滑块上的遮光条初位置到光电门的距离s；滑块的质量m
（4）Mmgs；
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】 主尺10mm，游标尺：对齐的是5，所以读数为 ，故遮光条宽度 ，
依据中时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，则有，
、 设遮光条前进了s，钩码的重力势能减少了：mgs，系统动能增加了： ，
所以我们可以通过比较mgs和 的大小来验证机械能守恒定律．
需要测量的物理量有：钩码的质量m，滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s，滑块的质量M.
【分析】（1）利用游标卡尺的结构可以读出读数大小；
（2）利用遮光条的宽度除以对应时间可以求出瞬时速度大小；
（3）利用机械能守恒的表达式可以知道所需要测量的物理量；
（4）通过比较系统重力势能的减少量和动能的增加量可以判断机械能守恒。
15．如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图 两个质量各为 和 的小物块A和B分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，用手拉住物块B，使它与地面接触，用米尺测量物块A的底部到地面的高度 释放物块B，同时用秒表开始计时，当物块A碰到地面时，停止计时，记下物块A下落的时间t，当地的重力加速度为g．
（1）在物块A下落的时间t内，物块A、B组成的系统减少的重力势能 ，增加的动能 改变 、 和h，多次重复上述实验，若在实验误差范围内 均成立，则可初步验证机械能守恒定律．
（2）为提高实验结果的准确程度，可以尽量减小定滑轮的质量，将定滑轮的转动轴涂抹润滑油，选取受力后相对伸长尽量小的轻质软绳 请写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议： ．
【答案】（1）；；=
（2）等于对同一高度h进行多次测量取平均值；对同一时间t进行多次测量平均值；对物块A或B的质量进行多次测量取平均值；选择质量相对定滑轮较大的物块A、B，使A静止后再释放B
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】 物块A、B组成的系统减少的重力势能 ；根据平均速度推论知， ，则末速度为： ，可知系统动能的增加量为： ；若在实验误差范围内 均成立，则可初步验证机械能守恒定律．
减小误差的措施：对同一高度h进行多次测量取平均值；对同一时间t进行多次测量平均值；对物块A或B的质量进行多次测量取平均值；选择质量相对定滑轮较大的物块A、B，使A静止后再释放B．
【分析】（1）系统重力势能的变化为物块A和B重力势能变化之和，利用平均速度公式可以求出末速度的大小，进而求出系统增加的动能；验证重力势能的减少等于动能的增加则系统机械能守恒；
（2）为了减少实验的误差，可以多次测量A到地面的高度或者AB的质量大小。
1 / 12018-2019学年人教版高中物理 必修二 7.9 实验：验证机械能守恒定律 同步练习
一、选择题
1．（2017高二下·宁波期中）关于“验证机械能守恒定律”的实验，下列叙述中正确的是（ ）
A．必须用天平测出重物的质量
B．必须采用直流低压电源
C．必须先接通电源，后释放纸带
D．必须用停表测出重物下落的时间
2．图示为“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．选择体积大、质量小的重锤
B．可用公式 计算重锤的速度
C．接通电源和释放纸带必须同时进行
D．重锤下落的高度可通过纸带上点间的距离来确定
3．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
4．在“研究机械能守恒定律的试验”中，重物从一定高度处自由下落的过程中，重力做了20J的功，则（ ）
A．该重物的重力势能减少，减少量等于20J
B．该重物的重力势能增加，增加量等于20J
C．该重物的重力势能减少，减少量大于20J
D．该重物的重力势能增加，增加量小于20J
5．在“验证机械能守恒定律”的实验中，下面叙述正确的是
A．应该用天平称出物体的质量
B．操作时应先放纸带后接电源
C．安装打点计时器时，两纸带限位孔应在同一竖直线上
D．电火花打点计时器应接在电压为220V的交流电源上
6．在验证机械能守恒定律的实验中，对于自由下落的重物，下述选择的条件更为有利的是（ ）
A．只要足够重就可以
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
二、实验题
7．某同学设计的“验证机械能守恒定律”实验，操作步骤有： 将打点计时器固定在铁架台上； 松开纸带，重物自由下落； 更换纸带，重复实验几次； 接通电源，打点计时器开始工作； 将连接重物的纸带穿过打点计时器 实验操作顺序正确的是
A． B．
C． D．
8．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阻力，这样会导致实验结果（ ）
A． ＞ B． ＜
C． = D．以上均有可能
9．实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图 所示，标尺盘中A、B、C、D为摆锤的四个位置，各点与最低点D的高度差已由计算机默认 某组同学在实验中，得到的图象如图 所示 图象的横轴表示摆锤距D点的高度h，纵轴表示摆锤的重力势能 、动能 或机械能 下列说法错误的是
A．光电门传感器要分别放在D，C，B点进行重复操作
B．摆锤每次释放的高度要保持不变，且必须保证让摆锤的直径宽度遮挡红外发射孔
C．图线甲表示摆锤的机械能E
D．图线乙表示摆锤的机械能
10．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
11．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DIS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光电门，它们可以近似测出运动物体的瞬时速度 在实验中测得物体经过A点时的速度为 ，经过B点时的速度为 ，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，你认为其中必要或者正确的是
A．用天平测出物体的质量
B．用刻度尺测量A，B两点间的竖直距离
C．利用 算出物体从A点运动到B点的过程中重力势能的变化量
D．验证 与2gh是否相等
12．利用自由落体运动验证机械能守恒定律，就是看 是否等于 下列说法中正确的是
A．打点计时器打初始O点时，物体的速度等于零
B． 是点n到O的距离
C．m为重物的质量，需用天平称量
D．计算 要用 ，其中
13．某同学利用图1的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率f有20Hz、30Hz、 打出的纸带如图2所示．
（1）从纸带上可以看出重物匀加速下落，利用f和图中给出的物理量可以写出在打点计时器打B点时重物下落的速度为 ，打C点时重物下落的速度为 ，重物下落的加速度为 ．
（2）已测得 ， ， ；当地的加速度为 ，若使用40Hz作为计时器电源，则实验中重物所受的平均阻力约为其重力的 保留两位有效数字
14．像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间 如图乙所示，气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦 某实验小组利用如图乙所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒 实验前要调整气垫导轨底座使之水平，用游标卡尺测得遮光条的宽度为d，实验时滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间
（1）某同学用游标卡尺测得遮光条 图丙 的宽度 cm
（2）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门所花时间为 ，则滑块经过光电门时的瞬时速度为 用游标卡尺的测量结果计算 ．
（3）在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、 和 用文字说明并用相应的字母表示 ．
（4）本实验，通过比较 和 在实验误差允许的范围内相等 用测量的物理量符号表示 ，从而验证了系统的机械能守恒．
15．如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图 两个质量各为 和 的小物块A和B分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，用手拉住物块B，使它与地面接触，用米尺测量物块A的底部到地面的高度 释放物块B，同时用秒表开始计时，当物块A碰到地面时，停止计时，记下物块A下落的时间t，当地的重力加速度为g．
（1）在物块A下落的时间t内，物块A、B组成的系统减少的重力势能 ，增加的动能 改变 、 和h，多次重复上述实验，若在实验误差范围内 均成立，则可初步验证机械能守恒定律．
（2）为提高实验结果的准确程度，可以尽量减小定滑轮的质量，将定滑轮的转动轴涂抹润滑油，选取受力后相对伸长尽量小的轻质软绳 请写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议： ．
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】解：A、因为我们是比较mgh、 mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要测出重物的质量，故A错误；
B、打点计时器采用的是交流电源，故B错误；
C、先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落，在纸带上打出一系列点，利于数据的采集和处理，故C正确；
D、我们可以通过打点计时器计算时间，不需要秒表，故D错误．
故选C．
【分析】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项，清楚该实验的误差来源等．
2．【答案】D
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】重力越大，体积越小，受到的空气阻力越小，所以为了减小空气阻力，应选择体积小，质量大的重锤，A不符合题意；因为 是根据自由落体运动推导出来的，而自由落体运动满足机械能守恒，即该公式满足机械能守恒，现在需要验证机械能守恒，故不能使用，B不符合题意；在实验时，应先接通电源后释放纸带，C不符合题意；重锤下落的高度可通过纸带上点间的距离来确定，D符合题意.
故答案为：D
【分析】验证机械能守恒要使用质量大体积小的重锤减少空气阻力的影响；直接利用打点计时器和纸带可以求出重锤的速度；应该先接通电源后释放纸带，下落的高度直接利用纸带上的点可以直接测量。
3．【答案】C
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】本实验需要验证的方程是： ，所以需要测量下落的高度h、瞬时速度v，比较mgh、 的大小关系，故m可约去比较，不需要测出重物的质量m．本实验用到打点计时器，来测量瞬时速度时，是根据匀变速直线运动推论：一段时间内的平均速度等于中点时刻的瞬时速度，需要计算时间，A，B，D是需要测量或计算的，C是不需要的测量的；本题选不需要测量或计算的，
故答案为：C.
【分析】利用机械能原理重力势能的减少等于动能的增加可以发现表达式处理之后没有物体的质量所以不需要测量质量。
4．【答案】A
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】重力做功量度重力势能的变化，
在自由下落过程中，重力做了20J的功，重力势能减少20J．故A正确，B、C、D错误．
故选A．
【分析】解决本题的关键掌握重力做功与重力势能的关系：重力做了多少的正功，重力势能减少多少，重力做了多少的负功，重力势能增加多少．
5．【答案】C,D
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】由于该实验中质量可以消去，即： 可以转化为 ，则物体质量不必测量，A不符合题意；打点计时器启动后再释放纸袋，B不符合题意；为了减少摩擦带来的误差，尽量让两限位孔在同一直线，C符合题意；电火花计时器工作电压为220v而电磁打点计时器工作电压为4-6v，D符合题意。
故答案为：CD
【分析】根据机械能守恒表达式可以判断质量可以不用测量；打点计时器操作需要先接通电源再释放纸带；两个限位孔在同一直线上是为了减小阻力的影响；电火花计时器的工作电源是交流电220V。
6．【答案】D
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】重物密度大些，相对阻力的影响小一些，如果重物体积太小，纸带在运动过程中容易发生扭曲，
故答案为：D。
【分析】验证机械能守恒要减少阻力的影响所以使用的物体应该体积比较小但是密度比较大。
7．【答案】C
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】根据实验原理与操作步骤一一分析：首先是安装实验的器材，包括： 将打点计时器固定在铁架台上； 将连接重物的纸带穿过打点计时器；然后是接通电源 ，放开纸带 ，为了取得较好的实验效果，还要 更换纸带，重复实验几次，最后是数据处理 所以实验的步骤是： .
故答案为：C.
【分析】首先是器材的安装，主要有固定打点计时器和连接重物；其次是接通电源释放重物，最后则是重复实验，减小实验的误差。
8．【答案】A
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】如果阻力较大，物体需要克服阻力做功，重力势能不能全部转化为动能，因此会出现mgh＞ mv2的结果。A符合题意、BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】由于克服阻力做功就会导致内能的产生，则减少的重力势能大于动能的增加。
9．【答案】D
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】A、B、光电门传感器要分别放在D、C、B点进行重复操作，利用光电门来测量各点的瞬时速度，注意摆锤每次释放的高度要保持不变，且必须保证让摆锤的直径宽度遮挡红外发射孔，A，B不符合题意。
C、D、小球在静止释放后，重力在做正功，重力势能 不断减少，动能 不断增加，通过观察图象b特点易知：丙表示重力势能 ，乙表示动能 ，甲表示机械能E，C不符合题意，D错误，符合题意。
故答案为：D．
【分析】摆锤下落过程中机械能守恒，动能增加，重力势能减少所以可以判断图线对应的能量变化；利用光电门的位置不同可以测量不同位置的瞬时速度；要测量瞬时速度必须让摆锤的直径通过发射孔。
10．【答案】A,D
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】通过打点计时器计算时间，故不需要秒表，打点计时器应该与交流电源连接，需要刻度尺测量纸带上两点间的距离 A、D符合题意，B、C不符合题意．
故答案为：AD．
【分析】打点计时器需要使用交流电源，纸带的处理需要使用刻度尺。
11．【答案】B,D
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】A、根据机械能守恒的表达式，可知不需要测量质量，A不符合题意.
B、实验中需要测量从A到B过程中重力势能的减小量，因此需要测量AB之间的距离h，B符合题意.
C、A点运动到B点的过程中重力势能的变化量 ，利用 算出物体从A点运动到B点的过程中动能增加量，C不符合题意.
D、根据机械能守恒有： ，即验证 与2gh是否相等，D符合题意.
故答案为：BD.
【分析】根据机械能表达式不要测量物体的质量；利用机械能表达式需要测量两个光电门直接的距离求出重力势能的变化；利用末动能减初动能只能求出动能的变化量，利用机械能表达式可以求出验证守恒的表达式。
12．【答案】A,B
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】A、物体动能的增加量应为 ，题目中看 是否等于 ，即将 看成零来对待，故打初始0点时，物体速度为0，A符合题意。
B、物体重力势能的减少量量应为： ，题目中看 ，即将 看成起点即零势能面，故 为点n到0的距离；B符合题意。
C、式子 是否等于 中m可以消掉，故不需测量重物的质量，C不符合题意。
D、计算 要用 对，但由于起点为速度为零的点即运动的起始点，故时间 ，D不符合题意。
故答案为：AB.
【分析】根据动能变化量等于末动能大小所以初始速度必须为0；则高度则是初始O点到某点间的距离；根据机械能守恒表达式可以判断质量不需要测量；而瞬时速度直接利用平均速度公式求解。
13．【答案】（1）；；
（2）
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】 点的速度等于AC段的平均速度，则 ，C点的速度等于BD段的平均速度， ．
重物下落的加速度 ． 代入数据得，重物的加速度 ，
根据牛顿第二定律得， ，则 ，
所以 ．
【分析】（1）利用平均速度公式可以求出B、C两点瞬时速度的大小，利用逐差法可以求出加速度的大小；
（2）利用牛顿第二定律结合加速度的大小可以求出阻力占重力的百分比。
14．【答案】（1）1.05
（2）0.875
（3）滑块上的遮光条初位置到光电门的距离s；滑块的质量m
（4）Mmgs；
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】 主尺10mm，游标尺：对齐的是5，所以读数为 ，故遮光条宽度 ，
依据中时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，则有，
、 设遮光条前进了s，钩码的重力势能减少了：mgs，系统动能增加了： ，
所以我们可以通过比较mgs和 的大小来验证机械能守恒定律．
需要测量的物理量有：钩码的质量m，滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s，滑块的质量M.
【分析】（1）利用游标卡尺的结构可以读出读数大小；
（2）利用遮光条的宽度除以对应时间可以求出瞬时速度大小；
（3）利用机械能守恒的表达式可以知道所需要测量的物理量；
（4）通过比较系统重力势能的减少量和动能的增加量可以判断机械能守恒。
15．【答案】（1）；；=
（2）等于对同一高度h进行多次测量取平均值；对同一时间t进行多次测量平均值；对物块A或B的质量进行多次测量取平均值；选择质量相对定滑轮较大的物块A、B，使A静止后再释放B
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】 物块A、B组成的系统减少的重力势能 ；根据平均速度推论知， ，则末速度为： ，可知系统动能的增加量为： ；若在实验误差范围内 均成立，则可初步验证机械能守恒定律．
减小误差的措施：对同一高度h进行多次测量取平均值；对同一时间t进行多次测量平均值；对物块A或B的质量进行多次测量取平均值；选择质量相对定滑轮较大的物块A、B，使A静止后再释放B．
【分析】（1）系统重力势能的变化为物块A和B重力势能变化之和，利用平均速度公式可以求出末速度的大小，进而求出系统增加的动能；验证重力势能的减少等于动能的增加则系统机械能守恒；
（2）为了减少实验的误差，可以多次测量A到地面的高度或者AB的质量大小。
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