6.10 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 限時(shí)練（重點(diǎn)）

第頁(yè)6.10驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律（重點(diǎn)）班級(jí)：__________組_____號(hào)姓名：____________分?jǐn)?shù)：________卷面一、選擇題（每題2分，共20分）1．【喬龍】（多選）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，要驗(yàn)證的是重物重力勢(shì)能的減少等于它動(dòng)能的增加，以下步驟僅是實(shí)驗(yàn)中的一部分，在這些步驟中多余的或錯(cuò)誤的有()A．用天平稱(chēng)出重物的質(zhì)量B．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定到鐵架臺(tái)上，并用導(dǎo)線(xiàn)把它和低壓交流電源連接起來(lái)C．把紙帶的一端固定到重物上，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，把重物提升到一定高度D．用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間2．【喬龍】在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證重錘做自由落體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能守恒”的實(shí)驗(yàn)中，需要直接測(cè)量的數(shù)據(jù)是重物的()A．質(zhì)量B．下落高度C．下落時(shí)間D．即時(shí)速度3．【喬龍】有4條用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(所用交流電頻率為50Hz)打出的紙帶A、B、C、D，其中一條是做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的．為找出該紙帶，某同學(xué)在每條紙帶上取了點(diǎn)跡清晰的、連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出相鄰兩個(gè)點(diǎn)間距離依次為x1、x2、x3.請(qǐng)你根據(jù)下列x1、x2、x3的測(cè)量結(jié)果確定該紙帶為(已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.791m/s2)()A．61.0mm65.8mm70.7mmB．41.2mm45.1mm53.0mmC．49.6mm53.5mm57.3mmD．60.5mm61.0mm60.6mm4.【喬龍】利用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,計(jì)算第n點(diǎn)的速度的公式是()A．Vn=gtB．Vn=EQ\R(,2ghn)C．Vn=EQ\F(2h,tn)D．Vn=EQ\F(hn+1?hn?1,2T)5．【喬龍】（多選）如圖所示的是用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)得到的一條紙帶，我們選中n點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，下面舉出一些計(jì)算n點(diǎn)速度的方法，其中正確的是A．n點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn)，則vn＝gnTB．n點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn)，則vn＝g(n－1)TC．n點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn)，則vn＝eq\f(xn＋xn＋1,2T)D．n點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn)，則vn＝eq\f(hn＋1－h(huán)n－1,2T)6．【喬龍】（多選）利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所獲得的打點(diǎn)的紙帶如題圖所示，，A、B、C……是計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔是T，對(duì)應(yīng)的距離依次是s1、s2、s3……下列計(jì)算打D點(diǎn)時(shí)的速度的表達(dá)式中正確的有()B．C．D．7.【喬龍】（多選）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是（）A.安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，兩紙帶限位孔應(yīng)在同一豎直線(xiàn)上B.實(shí)驗(yàn)時(shí)，在松開(kāi)紙帶讓重物下落的同時(shí)，應(yīng)立即接通電源C.若紙帶上開(kāi)頭打出的幾點(diǎn)模糊不清，也可設(shè)法用后面清晰的點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證D.測(cè)量重物下落高度必須從起始點(diǎn)算起8.【喬龍】在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，由于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器兩限位孔不在同一豎直線(xiàn)上，使紙帶通過(guò)時(shí)受到較大阻力，這樣會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果（）A.＞B.＜C.=D.以上均有可能9.【喬龍】（多選）紙帶上已按要求選出0、1、2、3、4、5、6七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離依次為x1、x2、x3、x4、x5、x6，則可以判斷和計(jì)算出（）A.計(jì)數(shù)點(diǎn)0的對(duì)應(yīng)速度v0一定為0B.根據(jù)可計(jì)算1號(hào)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)速度，同理可算出v2、v3、v4、v5C.無(wú)法計(jì)算出v0和v6的大小D.可作出v—t圖象求出斜率即加速度10．【喬龍】（多選）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，下面敘述正確的是()A．應(yīng)用天平稱(chēng)出物體的質(zhì)量B．應(yīng)當(dāng)選用點(diǎn)跡清晰，特別是第一個(gè)點(diǎn)沒(méi)有拉成長(zhǎng)條的紙帶C．操作時(shí)應(yīng)先放紙帶后接電源D．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在電壓為4～6V的交流電源上二、實(shí)驗(yàn)題（每題6分，共60分）11.【劉蕊】在利用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，電源的頻率為50Hz依次打出的點(diǎn)為0，1，2，3，4…n.則：(1)如用第2點(diǎn)到第6點(diǎn)之間的紙帶來(lái)驗(yàn)證，必須直接測(cè)量的物理量為_(kāi)____________、___________、_________________，必須計(jì)算出的物理量為_(kāi)___________、__________，驗(yàn)證的表達(dá)式為_(kāi)_____________．(2)下列實(shí)驗(yàn)步驟操作合理的排列順序是__________(填寫(xiě)步驟前面的字母)．A．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直安裝在鐵架臺(tái)上B．接通電源，再松開(kāi)紙帶，讓重物自由下落C．取下紙帶，更換新紙帶(或?qū)⒓垘Х瓊€(gè)面)重新做實(shí)驗(yàn)D．將重物固定在紙帶的一端，讓紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用手提著紙帶E．選擇一條紙帶，用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h1，h2，h3…h(huán)n，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v1，v2，v3…vnF．分別算出eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)和mghn，在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)看是否相等12.【喬龍】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．①安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的平面處在平面內(nèi)，且兩個(gè)紙帶限位孔的連線(xiàn)處在方向上．②圖乙為實(shí)驗(yàn)所得的一條紙帶，在紙帶上選取了點(diǎn)跡清晰、連續(xù)的3個(gè)點(diǎn)A、B、C，測(cè)出A、B、C與起始點(diǎn)O之間的距離分別為h1，h2，h3．已知打點(diǎn)周期為T(mén)，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間．甲、乙兩同學(xué)分別用表達(dá)式vB=g（4T）、vB=來(lái)計(jì)算B的速度．那么，其中同學(xué)的計(jì)算方法更符合實(shí)驗(yàn)的要求．③本實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是．13.【喬龍】利用圖2裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。①為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過(guò)程中任意兩點(diǎn)間的。A．動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量B．速度變化量和勢(shì)能變化量C．速度變化量和高度變化量②除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(tái)（含鐵夾）、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線(xiàn)及開(kāi)關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是。A．交流電源 B．刻度尺 C．天平（含砝碼）=3\*GB3③實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到圖3所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T(mén)。設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打Ｏ點(diǎn)到打Ｂ點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能變化量＝，動(dòng)能變化量＝。=4\*GB3④大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，原因是。A．利用公式計(jì)算重物速度B．利用公式計(jì)算重物速度C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響D．沒(méi)有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法⑤某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒，在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h，計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v，描繪v2-h圖像，并做如下判斷：若圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，則重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒。請(qǐng)你分析論證該同學(xué)的判斷依據(jù)是否正確。14.【魏雪飛】某物理小組對(duì)輕彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究，實(shí)驗(yàn)裝置如圖（a）所示：輕彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一物塊接觸而不連接，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與物塊連接。向左推物塊使彈簧壓縮一段距離，由靜止釋放物塊，通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能。（1）實(shí)驗(yàn)中涉及到下列操作步驟：①把紙帶向左拉直②松手釋放物塊③接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源④向左推物塊使彈簧壓縮，并測(cè)量彈簧壓縮量上述步驟正確的操作順序是

（填入代表步驟的序號(hào)）。（2）圖（b）中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實(shí)際打點(diǎn)結(jié)果。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50Hz。由M紙帶所給的數(shù)據(jù)，可求出在該紙帶對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)中物塊脫離彈簧時(shí)的速度為

m/s。比較兩紙帶可知，

（填“M”或“L”）紙帶對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)中彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能大。15.【鞏文芳】DIS實(shí)驗(yàn)是利用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)．老師上課時(shí)用DIS研究“機(jī)械能守恒定律”的裝置如圖甲所示，在某次實(shí)驗(yàn)中，選擇DIS以圖象方式顯示實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，所顯示的圖象如圖乙所示．圖象的橫軸表示小球距D點(diǎn)的高度h，縱軸表示擺球的重力勢(shì)能Ep、動(dòng)能Ek或機(jī)械能E.試回答下列問(wèn)題：(1)圖乙的圖象中，表示小球的重力勢(shì)能Ep、動(dòng)能Ek、機(jī)械能E隨小球距D點(diǎn)的高度h變化關(guān)系的圖線(xiàn)分別是_____A．甲、乙、丙B．乙、丙、甲C．丙、甲、乙D．丙、乙、甲(2)根據(jù)圖乙所示的實(shí)驗(yàn)圖象，可以得出的結(jié)論是______________________(3)根據(jù)圖乙所示的實(shí)驗(yàn)圖象，本次實(shí)驗(yàn)小球重力勢(shì)能Ep和動(dòng)能Ek相等時(shí)距最低點(diǎn)D的豎直高度為_(kāi)_____m，由靜止釋放時(shí)距最低點(diǎn)D的豎直高度為_(kāi)_____m.(4)根據(jù)圖乙所示的實(shí)驗(yàn)圖象，可以得出小球的質(zhì)量為_(kāi)_____kg(取g=9.8m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)16.【鞏文芳】某同學(xué)用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。一根細(xì)線(xiàn)系住鋼球，懸掛在鐵架臺(tái)上，鋼球靜止于A點(diǎn)。光電門(mén)固定在A的正下方，在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條。將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間t可由計(jì)時(shí)器測(cè)出，取v＝eq\f(d,t)作為鋼球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度。記錄鋼球每次下落的高度h和計(jì)時(shí)器示數(shù)t，計(jì)算并比較鋼球在釋放點(diǎn)和A點(diǎn)之間的勢(shì)能變化大小ΔEp與動(dòng)能變化大小ΔEk，就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒。(1)用ΔEp＝mgh計(jì)算鋼球重力勢(shì)能變化的大小，式中鋼球下落高度h應(yīng)測(cè)量釋放時(shí)的鋼球球心到________之間的豎直距離。A．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的頂端B．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心C．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的底端(2)用ΔEk＝eq\f(1,2)mv2計(jì)算鋼球動(dòng)能變化的大小。用刻度尺測(cè)量遮光條寬度，示數(shù)如圖所示，其讀數(shù)為_(kāi)_____cm。某次測(cè)量中，計(jì)時(shí)器的示數(shù)為0.0100s。則鋼球的速度為v＝________m/s。(3)下表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：ΔEp(×10－2J)4.8929.78614.6919.5929.38ΔEk(×10－2J)5.0410.115.120.029.8他發(fā)現(xiàn)表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異，認(rèn)為這是由于空氣阻力造成的。你是否同意他的觀點(diǎn)？請(qǐng)說(shuō)明理由。(4)請(qǐng)你提出一條減小上述差異的改進(jìn)建議。17.【閆曉琳】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.（1）.實(shí)驗(yàn)前需考調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平.（2）.如圖乙所示,用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度d=_____cm;實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊從圖示位置由靜止釋放,由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間,則滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度為_(kāi)_______m/s

(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).在本次實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有:鉤碼的質(zhì)量m、滑塊上的遮光條初始位置到光電門(mén)的距離和滑塊的質(zhì)量M。（3）.本實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較________和__________(用測(cè)量的物理量符號(hào)表示)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等,從而驗(yàn)證了系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.18.【喬龍】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，鉤碼A和B分別系在一條跨過(guò)定滑輪的軟繩兩端，鉤碼質(zhì)量均為M，在A的上面套一個(gè)比它大一點(diǎn)的環(huán)形金屬塊C，在距地面為h1處有一寬度略比A大一點(diǎn)的狹縫，鉤碼A能通過(guò)狹縫，環(huán)形金屬塊C不能通過(guò)．開(kāi)始時(shí)A距離狹縫的高度為h2，放手后，A、B、C從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．（1）利用計(jì)時(shí)儀器測(cè)得鉤碼A通過(guò)狹縫后到落地用時(shí)t1，則鉤碼A通過(guò)狹縫的速度為（用題中字母表示）．（2）若通過(guò)此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，還需測(cè)出環(huán)形金屬塊C的質(zhì)量m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間．若系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則需滿(mǎn)足的等式為（用題中字母表示）．（3）為減小測(cè)量時(shí)間的誤差，有同學(xué)提出如下方案：實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)節(jié)h1=h2=h，測(cè)出鉤碼A從釋放到落地的總時(shí)間t，來(lái)計(jì)算鉤碼A通過(guò)狹縫的速度，你認(rèn)為可行嗎？若可行，寫(xiě)出鉤碼A通過(guò)狹縫時(shí)的速度表達(dá)式；若不可行，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由．、19.【喬龍】現(xiàn)要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門(mén)，可以測(cè)量遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光時(shí)間t.用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌底端C點(diǎn)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(diǎn)間的距離，將遮光片通過(guò)光電門(mén)的平均速度看作滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)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(diǎn)由靜止釋放，則在滑塊從A運(yùn)動(dòng)至B的過(guò)程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量可表示為_(kāi)_______，動(dòng)能的增加量可表示為_(kāi)_______．若在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，eq\f(1,t2)與s的關(guān)系式為eq\f(1,t2)＝________.(2)多次改變光電門(mén)的位置，每次均令滑塊自同一點(diǎn)(A點(diǎn))下滑，測(cè)量相應(yīng)的s與t值．結(jié)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(biāo)，eq\f(1,t2)為縱坐標(biāo)，在如圖位置的坐標(biāo)紙中描出第1和第5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)；根據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線(xiàn)，求得該直線(xiàn)的斜率k＝__________×104m－1·s－2.(保留3位有效數(shù)字)由測(cè)得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計(jì)算出eq\f(1,t2)－s直線(xiàn)的斜率k0，將k和k0進(jìn)行比較，若其差值在實(shí)驗(yàn)允許的誤差范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．20.【劉蕊】某同學(xué)利用圖示裝置，驗(yàn)證以下兩個(gè)規(guī)律：①兩物塊通過(guò)不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩相連接，沿繩分速度相等；②系統(tǒng)機(jī)械能守恒。P、Q、R是三個(gè)完全相同的物塊，P、Q用細(xì)繩連接，放在水平氣墊桌上。物塊R與輕質(zhì)滑輪連接，放在正中間，a、b、c是三個(gè)光電門(mén)，調(diào)整三個(gè)光電門(mén)的位置，能實(shí)現(xiàn)同時(shí)遮光，整個(gè)裝置無(wú)初速度釋放。（1）為了能完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，除了記錄P、Q、R三個(gè)遮光片的遮光時(shí)間t1、t2、t3外，還必需測(cè)量的物理量有__________；A．P、Q、R的質(zhì)量MB．兩個(gè)定滑輪的距離dC．R的遮光片到c的距離HD．遮光片的寬度x（2）根據(jù)裝置可以分析出P、Q的速度大小相等，驗(yàn)證表達(dá)式為_(kāi)______________；（3）若要驗(yàn)證物塊R與物塊P的沿繩分速度相等，則驗(yàn)證表達(dá)式為_(kāi)______________；（4）若已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭，則驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒的表達(dá)式為_(kāi)______________。計(jì)算題（每題5分，共20分）1.【李夢(mèng)雅】.如圖所示，豎直平面內(nèi)的3/4圓弧形光滑軌道半徑為R，A端與圓心O等高，AD為與水平方向成45°角的斜面．B端在O的正上方．一個(gè)小球在A點(diǎn)正上方由靜止開(kāi)始釋放，自由下落至A點(diǎn)后進(jìn)入圓形軌道并恰能到達(dá)B點(diǎn)，求：（1）釋放點(diǎn)距A點(diǎn)的豎直高度；（2）小球落到斜面上C點(diǎn)時(shí)的速度大小2.【李夢(mèng)雅】如圖所示，水平傳送帶AB的右端與豎直面內(nèi)的用光滑鋼管彎成的“9”形固定軌道相接，鋼管內(nèi)徑很小。傳送帶的運(yùn)行速度為v0=6m/s，將質(zhì)量m=1.0