- 验证机械能守恒定律
- 共87题
10.某同学用如图所示装置来验证机械能守恒定律．将单摆用磁铁悬挂在铁质黑板上的O点，在O点下方将穿在圆环状磁铁的细铁钉同样吸在黑板上的P点，同时在黑板上用粉笔画一条水平线MN，将细线拉直，让非磁性摆球从MN上的A点由静止释放．当其摆至另一侧最高点时，观察其位置是否在水平线上，从而验证摆球在此过程中在误差范围内机械能
为进行多次实验验证，该同学通过调整 然后再次重复实验。在实验中，该同学发现小球摆至右侧最高点时位置总比水平线MN略低，造成该结果的原因是 （写出一条即可）。
正确答案
P点的高度；运动过程中受到摩擦阻力
解析
由题意可知，由于小球释放后，只有重力做功，机械能守恒，因此只要小球另一侧最高点在同一水平线即可，为了多次进行实验验证，可通过调整P点的高度，再次重复实验；
在实验中该同学发现小球摆至右侧最高点时位置总比水平线MN略低，造成该结果的原因可能是受到摩擦阻力.
故答案为：P点的高度；运动过程中受到摩擦阻力
考查方向
验证机械能守恒定律
解题思路
小球释放后，只有重力做功，机械能守恒，当碰到钉子后，机械能仍守恒，为多次实验验证，则可改变P点的高度；
小球在摆动过程中，因存在摩擦阻力，则摆至右侧最高点时位置总比水平线MN略低.
易错点
理解机械能守恒定律的条件，以及小球摆至右侧最高点时位置总比水平线MN略低的原因.
知识点
9.在纸带上打下记数点5时的速度v = m/s；
10.在0~5过程
正确答案
2.4 ；
解析
根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第5个点时的速度为：
考查方向
验证机械能守恒定律．
解题思路
根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可以求出打下记数点5时的速度大小；
易错点
要熟练掌握匀变速直线运动的规律以及功能关系，增强数据处理能力．
正确答案
0.58 ；0.59
解析
物体的初速度为零，所以动能的增加量为：
重力势能的减小量等于物体重力做功，故：
由此可知动能的增加量和势能的减小量基本相等，因此在在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒．
考查方向
验证机械能守恒定律．
解题思路
根据物体的初末动能大小可以求出动能的增加量，根据物体重力做功和重力势能之间的关系可以求出系统重力势能的减小量，比较动能增加量和重力势能减小量之间的关系可以得出机械能是否守恒；
易错点
要熟练掌握匀变速直线运动的规律以及功能关系，增强数据处理能力．
某同学利用图示装置，验证以下两个规律：
①两物块通过不可伸长的细绳相连接，沿绳分速度相等； ②系统机械能守恒。
如下图所示，P、Q、R是三个完全相同的物块，P、Q用细绳连接，放在水平气垫桌上。物块R与轻质滑轮连接，放在正中间，a、b、c是三个光电门，调整三个光电门的位置，能实现同时遮光，整个装置无初速度释放。
22.为了能完成实验目的，除了记录P、Q、R三个遮光片的
23.若要验证物块R与物块P的沿绳分速度相等，则验证表达式为_______________；（3）若已知当地重力加速度g，则验证系统机械能守恒的表达式为_______________。
正确答案
解析
ABC、欲验证①两物块通过不可伸长的细绳相连接，沿绳分速度相等； 则还需要测量d、H，通过几何关系可证明沿绳分速度相等；欲验证②验证系统机械能守恒，则由表达式：
，由表达式可知质量M可以约去，对实验结果不会有影响，另外还需要测量R的遮光片到c的距离H，这样才能计算出系统减少的重力势能，故A错误,BC正确；
D、根据验证的表达式可知，要测量P、Q、R三个物块遮光片的速度，因此需要测量遮光片的宽度x，速度
考查方向
运动的合成与分解;验证机械能守恒定律
解题思路
根据验证系统机械能守恒需要验证的表达式，找出需要测量的物理量.
易错点
关键通过验证原理找出要测量的物理量.
正确答案
解析
若物块R与P沿绳的分速度相等，则根据几何关系应有
若系统机械能守恒，则应有
考查方向
运动的合成与分解; 验证机械能守恒定律
解题思路
分别求出P、R的速度表达式，再根据两物体沿绳子方向速度相等，求出需要验证的表达式；
根据机械能守恒定律列式，化简，求出验证系统机械能守恒的表达式.
易错点
关键理解实验的原理，根据几何关系及原理,列式化简.
某课外活动小组利用竖直上抛运动来验证机械能守恒定律：
22.某同学用20分度游标卡尺测量小球的直径，读数如图甲所示，小球直径为 cm。图乙所示的弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门A、B，计时装置测出小球通过A、B的时间分别为2.55ms、5.15ms，由此可知小球通过光电门A、B时的速度分别为vA、vB，其中vA＝ m/s。
23.用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，已知当地的重力加速度为g，只需比较 与 是否相等就可以验证机械能是否守恒（用题目中涉及的物理量符号来表示）
24.通过多次的实验发现，小球通过光电门A的时间越短，⑵中要验证的两数值差越大，试分析实验中产生误差的主要原因是 。
正确答案
1.020 4．0m/s
解析
小球的直径为:10mm+0.05×4mm=10.20mm=1.020cm．
考查方向
验证机械能守恒定律．
解题思路
游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读．根据在极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出A点的瞬时速度．
易错点
关键知道实验的原理，掌握游标卡尺的读数方法，以及知道误差形成的原因．
正确答案
解析
若动能的增加量和重力势能的减小量相等，机械能守恒，重力势能的减小量为
则验证
考查方向
验证机械能守恒定律．
解题思路
通过验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等验证机械能守恒．
易错点
关键知道实验的原理，掌握游标卡尺的读数方法，以及知道误差形成的原因．
正确答案
小球上升过程中受到空气阻力的作用；速度越大，所受阻力越大。
解析
由于受到阻力作用，小球通过光电门A的时间越短，知速度越大，阻力越大．
考查方向
验证机械能守恒定律．
解题思路
小球通过光电门A的时间越短，（2）中要验证的两数值差越大，知速度越大，阻力越大，产生的误差就越大．
易错点
关键知道实验的原理，掌握游标卡尺的读数方法，以及知道误差形成的原因．
如图(甲)所示是使用电磁打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置，用这装置打出一些纸带。
24.选用一条打点较清晰的纸带，测得第1、2点间的距离为6mm，出现这现象的原因是________________________________________。
25.另选取一条符合实验要求的纸带，在第一个点上标O，在离O点较远的 位置开始选取三个连续点A、B、C，如图(乙)所示。已知打点计时器每隔0.02s打一次点，根据图上所得的数据，打B点时重锤的速度为_________m/s(保留三位有效数字)，应取图中O点和________点来验证机械能守恒定律。
26.根据实验得到的数据作出下落距离S与下落时间t2的关系如图(丙)所示，则由实验测得当地的重力加速度g=________m/s2，g值与实际相差较远的原因是__________________________。
正确答案
(1)先释放纸带，后接通电源(２分)；
解析
解：（1）如果是自由落体运动，前两点间的距离约为2mm；现在1、2两点间达到了6mm，说明在打第一点时纸带已经下落了一段时间，即是先释放的纸带，后接通的电源；
考查方向
验证机械能守恒定律．
解题思路
（1）明确实验原理，知道自由落体规律的应用；
易错点
理解该实验的实验原理，需要测量的数据等；明确打点计时器的使用；理解实验中的注意事项以及如何进行数据处理；对于任何实验注意从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．
正确答案
(2)2.94(２分)，B(１分)；
解析
（2）B点的速度等于AC段的平均速度，故有：
为了验证机械能守恒，应明确下落高度和速度，故应选取OB两点进行验证；
考查方向
验证机械能守恒定律．
解题思路
2）纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度；
易错点
理解该实验的实验原理，需要测量的数据等；明确打点计时器的使用；理解实验中的注意事项以及如何进行数据处理；对于任何实验注意从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．
正确答案
(3)9.2(２分)，振针阻力、空气阻力、摩擦阻力等阻力作用(２分)，
解析
（3）由
本实验中误差主要来自于振针阻力、空气阻力以及摩擦阻力等，从而使求出重力加速度偏小；
考查方向
验证机械能守恒定律．
解题思路
（3）根据自由落体规律可明确对应的公式，根据图象的性质可求出重加速度，根据实验原理找出误差原因．
易错点
理解该实验的实验原理，需要测量的数据等；明确打点计时器的使用；理解实验中的注意事项以及如何进行数据处理；对于任何实验注意从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．
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