實驗:驗證機械能守恒定律檢測試題1．下列關于“驗證機械能守恒定律”實驗的實驗誤差的說法中，正確的是()A．重物質量的稱量不準會造成較大誤差B．重物質量選用得大些，有利于減小誤差C．重物質量選用得較小些，有利于減小誤差D．紙帶下落和打點不同步不會造成較大誤差解析：從需要驗證的關系式ghn＝eq\f(v\o\al(2,n),2)看，與質量無關，A錯誤．當重物質量大一些時，空氣阻力可以忽略，B正確、C錯誤．紙帶先下落而后打點．此時，紙帶上最初兩點的點跡間隔較正常時略大，用此紙帶進行數(shù)據(jù)處理，其結果是重物在打第一個點時就有了初動能，因此重物動能的增加量比重物重力勢能的減少量大，D錯誤．答案：B2．右圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平．回答下列問題：(1)為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有________．(填入正確選項前的字母)A．米尺B．秒表C．0～12V的直流電源D．0～12V的交流電源(2)實驗中誤差產(chǎn)生的原因有_______________________________________________．(寫出兩個原因)解析：(1)打點計時器使用的電源為交流電源，故應選取0～12V的交流電源，D正確；利用米尺測量紙帶上各點間的距離，A正確．本實驗中利用打點計時器作為計時工具，所以不需要秒表，B錯誤．(2)實驗誤差的來源主要是由于紙帶在下滑的過程中需要克服摩擦力做功，以及用米尺測量數(shù)據(jù)時讀數(shù)有誤差．答案：(1)AD(2)紙帶和打點計時器之間有摩擦；用米尺測量紙帶上點的位置時讀數(shù)有誤差．3．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，查得當?shù)刂亓铀俣萭＝9.80m/s2，測得所用的重物的質量為1.00kg.實驗中得到一條點跡清晰的紙帶(如下圖所示)，把第一個點記作O，另選連續(xù)的四個點A、B、C、D作為測量的點．經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99cm,70.18cm,77.76cm,85.73cm，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到C點，重力勢能的減少量等于________J，動能的增加量等于________J(取三位有效數(shù)字)．解析：根據(jù)測量數(shù)據(jù)，重物從O點運動到C點下落的高度h＝0.7776m，故重力勢能減少量ΔEp＝mgh＝1.00×9.80×0.7776J＝7.62J重物動能的增加量ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)根據(jù)實驗情況，重物在O點的速度v0＝0，C點的速度vC等于重物從B點到D點這一段時間Δt＝2×eq\f(1,50)s內的平均速度．由實驗數(shù)據(jù)可得vC＝eq\f(BD,Δt)＝eq\f(0.8573－0.7018,2×1/50)m/s＝3.8875m/s重物的動能增加量ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)＝eq\f(1,2)×1.00×3.88752J＝7.56J.答案：7.627.564.利用圖示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h.某班同學利用實驗得到的紙帶，設計了以下四種測量方案：a．用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t，通過v＝gt計算出瞬時速度v.b．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v＝eq\r(2gh)計算出瞬時速度v.c．根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v，并通過h＝eq\f(v2,2g)計算出高度h.d．用刻度尺測出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v.以上方案中只有一種正確，正確的是________．(填入相應的字母)解析：在驗證機械能守恒定律的實驗中不能將物體下落的加速度看做g，只能把它當做未知的定值，所以正確方案只有d項．答案：d5．如圖所示，兩個質量分別為m1和m2的小物塊A和B，分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端，已知m1＞m2.現(xiàn)要利用此裝置驗證機械能守恒定律．(1)若選定物塊A從靜止開始下落的過程進行測量，則需要測量的物理量有________．(填入選項前的編號)①物塊的質量m1、m2；②物塊A下落的距離及下落這段距離所用的時間；③物塊B上升的距離及上升這段距離所用的時間；④繩子的長度．(2)為提高實驗結果的準確程度，某小組同學對此實驗提出了以下建議．①繩的質量要輕；②在“輕質繩”的前提下，繩子越長越好；③盡量保證物塊只沿豎直方向運動，不要搖晃；④兩個物塊的質量之差要盡可能?。陨辖ㄗh中確實對提高準確程度有作用的是________．(填入選項前的編號)(3)與出一條上面沒有提到的對提高實驗結果準確程度有益的建議：____________________________________________________________________________________________________________________________________________解析：(1)通過連接在一起的A、B兩物塊驗證機械能守恒定律，即驗證系統(tǒng)的勢能變化與動能變化是否相等，A、B連接在一起，A下降的距離一定等于B上升的距離；A、B速度大小總是相等的，故不需要測量繩子的長度和B上升的距離及時間．(2)如果繩子質量不能忽略，則A、B組成的系統(tǒng)勢能將有一部分轉化為繩子的動能，從而為驗證機械能守恒定律帶來誤差；若物塊搖擺，則兩物體的速度有差別，也會為計算系統(tǒng)的動能帶來誤差；繩子長度和兩個物塊質量差應適當．(3)多次測量取平均值可減少測量誤差；選取的繩子受力后相對伸長量盡量小，可提高測量高度的準確度．答案：(1)①②或①③(2)①③(3)對同一高度進行多次測量取平均值；或選取受力后相對伸長量盡量小的繩6．現(xiàn)要通過實驗驗證機械能守恒定律．實驗裝置如圖所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌；導軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質量為M，左端由跨過輕質光滑定滑輪的細繩與一質量為m的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導軌垂直；導軌上B點有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間t.用d表示A點到導軌底端C點的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A、B兩點間的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點時的瞬時速度．用g表示重力加速度．完成下列填空和作圖：若將滑塊自A點由靜止釋放，則在滑塊從A運動至B的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為______，動能的增加量可表示為________．若在運動過程中機械能守恒，eq\f(1,t2)與s的關系式為eq\f(1,t2)＝________.(2)多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點(A點)下滑，測量相應的s與t值．結果如下表所示：12345s(m)0.6000.8001.0001.2001.400t(ms)8.227.176.445.855.431/t2(104s－2)1.481.952.412.923.39以s為橫坐標，eq\f(1,t2)為縱坐標，在如圖位置的坐標紙中描出第1個和第5個數(shù)據(jù)點；根據(jù)5個數(shù)據(jù)點作直線，求得該直線的斜率k＝________×104m－1·s－2(結果保留三位有效數(shù)字)．解析：(1)當滑塊運動到B點時下降高度為h′，此時砝碼上升的高度為s，由幾何關系可知h′＝eq\f(hs,d)，故系統(tǒng)減少的重力勢能為Ep＝Mgh′－mgs＝eq\f(Mh－mdgs,d).由于系統(tǒng)從靜止開始運動，運動至B點時的速度vB＝eq\f(b,t)，故動能的增加量ΔEk＝eq\f(1,2)(M＋m)veq\o\al(2,B)＝eq\f(M＋mb2,2t2).由ΔEp＝ΔEk可解得eq\f(1,t2)＝eq\f(2Mh－mdg,M＋mdb2)s.(2)描點及作直線見圖．在圖中直線上取相距較遠的兩點，讀出兩點坐標，由k＝eq\f(Δ\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,t2))),Δs)可得k＝2.40×104m－1s－2.答案：(1)eq\f(Mh－mdgs,d)eq\f(M＋mb2,2t2)eq\f(2Mh－mdgs,M＋mdb2)(2)2.40描點與作圖見解析7.現(xiàn)要通過實驗驗證機械能守恒定律。實驗裝置如圖1所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌；導軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質量為M，左端由跨過輕質光滑定滑輪的細繩與一質量為m的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導軌垂直；導軌上B點有一光電門，可以測試遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間t，用d表示A點到導軌低端C點的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A,B兩點的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點時的瞬時速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作圖；（1）若將滑塊自A點由靜止釋放，則在滑塊從A運動至B的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為____。動能的增加量可表示為__。若在運動過程中機械能守恒，與s的關系式為=__(2)多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點（A