2025新課改-高中物理-必修第2冊(cè)（16講）16 B實(shí)驗(yàn)：機(jī)械能守恒定律 中檔版含答案

2025新課改-高中物理-必修第2冊(cè)（16講）16B實(shí)驗(yàn)：機(jī)械能守恒定律中檔版實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律知識(shí)點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律一、實(shí)驗(yàn)思路機(jī)械能守恒的前提是“只有重力或彈力做功”，因此研究過程一定要滿足這一條件.本節(jié)實(shí)驗(yàn)我們以只有重力做功的過程進(jìn)行研究.二、物理量的測(cè)量及數(shù)據(jù)分析只有重力做功時(shí)，只發(fā)生重力勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化.(1)要驗(yàn)證的表達(dá)式：eq\f(1,2)mv22＋mgh2＝eq\f(1,2)mv12＋mgh1或：eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12＝mgh1－mgh2.(2)所需測(cè)量的物理量：物體所處兩位置之間的高度差，及物體的運(yùn)動(dòng)速度.三、參考案例案例1研究自由下落物體的機(jī)械能1.實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)(帶鐵夾)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、重物(帶夾子)、紙帶、復(fù)寫紙(或墨粉盤)、導(dǎo)線、毫米刻度尺、交流電源.2.實(shí)驗(yàn)步驟(1)安裝電源連接好.圖(2)打紙帶：在紙帶的一端把重物用夾子固定好，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，用手豎直提起紙帶使重物?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近.先接通電源后釋放紙帶，讓重物拉著紙帶自由下落.重復(fù)幾次，得到3～5條打好點(diǎn)的紙帶.(3)選紙帶并測(cè)量：選擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，確定要研究的開始和結(jié)束的位置，測(cè)量?jī)晌恢弥g的距離Δh及兩位置時(shí)的速度，代入表達(dá)式進(jìn)行驗(yàn)證.3.數(shù)據(jù)處理(1)計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度：如圖乙所示，根據(jù)公式vn＝eq\f(hn＋1－h(huán)n－1,2T)，計(jì)算出某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度vn.(2)機(jī)械能守恒定律的驗(yàn)證方法一：利用起始點(diǎn)和第n點(diǎn).選擇開始的兩點(diǎn)間距接近2mm的一條紙帶，打的第一個(gè)點(diǎn)為起始點(diǎn)，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)mghn＝eq\f(1,2)mvn2，則機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證.方法二：任取兩點(diǎn)A、B.如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)mghAB＝eq\f(1,2)mvB2－eq\f(1,2)mvA2，則機(jī)械守恒定律得到驗(yàn)證.方法三：圖像法(如圖所示).圖若在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)圖線是一條過原點(diǎn)且斜率為g的直線，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.4.誤差分析本實(shí)驗(yàn)的誤差主要是由紙帶測(cè)量產(chǎn)生的偶然誤差以及重物和紙帶運(yùn)動(dòng)中的空氣阻力及打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦阻力引起的系統(tǒng)誤差.5.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝時(shí)，要使兩限位孔的中線在同一豎直線上，以減小摩擦阻力.(2)應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物.增大密度可以減小體積，可使空氣阻力的影響相對(duì)減小.(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后再松開紙帶讓重物下落.(4)本實(shí)驗(yàn)中的幾種驗(yàn)證方法均不需要(填“需要”或“不需要”)測(cè)重物的質(zhì)量m.(5)速度不能用v＝gt或v＝eq\r(2gh)計(jì)算，應(yīng)根據(jù)紙帶上測(cè)得的數(shù)據(jù)，利用vn＝eq\f(hn＋1－h(huán)n－1,2T)計(jì)算瞬時(shí)速度.案例2研究沿斜面下滑物體的機(jī)械能1.實(shí)驗(yàn)器材氣墊導(dǎo)軌、數(shù)字計(jì)時(shí)器、帶有遮光條的滑塊.2.實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，把氣墊導(dǎo)軌調(diào)成傾斜狀態(tài)，滑塊沿傾斜的氣墊導(dǎo)軌下滑時(shí)，忽略空氣阻力，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增大.圖3.實(shí)驗(yàn)測(cè)量及數(shù)據(jù)處理(1)測(cè)量?jī)晒怆婇T之間的高度差Δh；(2)滑塊經(jīng)過兩光電門時(shí)遮光條遮光時(shí)間Δt1和Δt2，計(jì)算滑塊經(jīng)過兩光電門時(shí)的瞬時(shí)速度.若遮光條的寬度為ΔL，則滑塊經(jīng)過兩光電門時(shí)的速度分別為v1＝eq\f(ΔL,Δt1)，v2＝eq\f(ΔL,Δt2)；(3)若在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)滿足mgΔh＝eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.4.誤差分析兩光電門之間的距離稍大一些，可以減小誤差；遮光條的寬度越小，誤差越小.例題精練1．（2021春?赫山區(qū)校級(jí)月考）某同學(xué)用如圖所示的裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律“實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是（）A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源 B．完成該實(shí)驗(yàn)需要秒表 C．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放紙帶，再接通電源 D．實(shí)驗(yàn)時(shí)必需測(cè)量物體的質(zhì)量【分析】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源；為充分利用紙帶且使打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)速度為零，應(yīng)先接通電源然后再釋放紙帶；根據(jù)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)與實(shí)驗(yàn)原理分析答題?！窘獯稹拷猓篈、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源，故A正確；B、根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶可以求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間，該實(shí)驗(yàn)不需要秒表，故B錯(cuò)誤；C、為充分利用紙帶且打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)重物的速度為零，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源然后再釋放紙帶，故C錯(cuò)誤；D、重物下落過程機(jī)械能守恒，設(shè)重物下落高度為h時(shí)重物的速度為v，由機(jī)械能守恒定律得：mgh＝，則gh＝，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證gh＝，實(shí)驗(yàn)不需要測(cè)量物體的質(zhì)量，故D錯(cuò)誤。故選：A。【點(diǎn)評(píng)】考查打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源，在該實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量重物的質(zhì)量，為了高效的利用紙帶應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶。注意打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以測(cè)量重物下落的時(shí)間。2．（2019?揚(yáng)州學(xué)業(yè)考試）如圖所示為小明做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)的裝置圖。實(shí)驗(yàn)中，為減小空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，下列操作可行的是（）A．選用密度大、體積小的重物 B．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器兩限位孔在同一豎直線上 C．釋放前手應(yīng)提紙帶上端并使紙帶豎直 D．重物下落過程中手始終提住紙帶的上端【分析】根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟，并注意題干“為減小空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，下列操作可行的是”?！窘獯稹拷猓篈、為了減小阻力的影響，實(shí)驗(yàn)時(shí)重物選擇質(zhì)量大一些的，體積小一些的，故A正確。B、安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使兩限位孔在同一豎直線上，從而減小紙帶受到阻力的影響，故B錯(cuò)誤。C、釋放紙帶前，手應(yīng)提紙帶上端并使紙帶豎直，可以減小紙帶所受阻力，故C錯(cuò)誤。D、重物下落過程中，手不能拉著紙帶，故D錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】此題除了掌握實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)，還要注意是“為減小空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，下列操作可行的是”，否則易多選錯(cuò)誤，一定要細(xì)心。隨堂練習(xí)1．（2019秋?漾濞縣月考）用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，下列物理量中不需要測(cè)量或計(jì)算的有（）A．下落高度 B．瞬時(shí)速度 C．重物質(zhì)量 D．時(shí)間【分析】通過實(shí)驗(yàn)的原理出發(fā)，確定所需測(cè)量的物理量，從而確定所需測(cè)量的物理量，以及不必要測(cè)量的物理量。【解答】解：該實(shí)驗(yàn)中，要有做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體重錘；通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來記錄物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間，不需要秒表，因?yàn)槲覀兪潜容^mgh和的大小關(guān)系，故m可約去，不需測(cè)量質(zhì)量。瞬時(shí)速度v可以根據(jù)平均速度等于中間時(shí)刻的速度來計(jì)算，所以需要用米尺測(cè)量下落的高度。故C不需要測(cè)量，ABD需要測(cè)量。本題選不需要測(cè)量的，故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握實(shí)驗(yàn)的原理，以及掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度，知道實(shí)驗(yàn)中是比較mgh、的大小關(guān)系，故m可約去，由此分析。2．（2019?西湖區(qū)校級(jí)模擬）下面是一中學(xué)生設(shè)想的在空間站中進(jìn)行的部分實(shí)驗(yàn)，可行的是（）A．用懸掛鉤碼法探究彈簧彈力和伸長(zhǎng)量的關(guān)系 B．用彈簧測(cè)力計(jì)驗(yàn)證力的平行四邊形定則 C．研究平拋物體的運(yùn)動(dòng) D．利用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律【分析】在空間站中，物體處于完全失重狀態(tài)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)時(shí)是否受到重力的影響來分析解答此題?！窘獯稹拷猓篈、用彈簧懸掛鉤碼探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系時(shí)，彈簧的彈力等于鉤碼的重力，受重力影響，不可以進(jìn)行，故A錯(cuò)誤；B、用彈簧秤驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)不受重力影響，可以進(jìn)行，故B正確；C、研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)要受重力的影響，故C錯(cuò)誤；D、用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律受重力影響，不可以進(jìn)行，故D錯(cuò)誤。故選：B。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，知道在“天宮一號(hào)”飛行器中，物體處于完全失重狀態(tài)，難度不大，屬于基礎(chǔ)題。綜合練習(xí)一．選擇題（共10小題）1．（2019?連云港學(xué)業(yè)考試）圖示為某同學(xué)做驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)的裝置。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重錘重力勢(shì)能的減少量總略大于動(dòng)能的增加量，其主要原因是（）A．重錘的密度過大 B．電源的電壓不穩(wěn)定 C．沒有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值 D．存在空氣阻力和紙帶與限位孔之間的摩擦阻力【分析】明確實(shí)驗(yàn)原理，通過能量守恒的角度分析重力勢(shì)能的減小量大于動(dòng)能增加量的原因?！窘獯稹拷猓河捎诩垘г谙侣溥^程中，重錘和空氣之間存在阻力，紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間存在摩擦力，所以減小的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，還有一部分要克服空氣阻力和摩擦力阻力做功，故重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，而密度越大時(shí)，則阻力越小，同時(shí)與電源的電壓高低無關(guān)；本實(shí)驗(yàn)中誤差為系統(tǒng)誤差；多次實(shí)驗(yàn)測(cè)平均值無法減小誤差；故D正確ABC錯(cuò)誤。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)誤差分析，要注意明確由于阻力的存在，重力勢(shì)能的減少量一定大于動(dòng)能的增加量。2．（2019?廣東學(xué)業(yè)考試）在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)重錘減少的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能，其主要原因是（）A．重錘和紙帶下落過程中有阻力做功 B．選用的重錘質(zhì)量較大 C．重錘離地面較高 D．重錘離地面較低【分析】根據(jù)能量守恒分析重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能的原因?！窘獯稹拷猓涸隍?yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能，其主要原因是重錘和紙帶下落過程中存在著阻力作用，使得部分重力勢(shì)能的減小量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選：A。【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的誤差分析，注意明確由于實(shí)際中阻力不能忽略，所以導(dǎo)致誤差。3．（2019春?納雍縣校級(jí)期末）用圖示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，由于電火花計(jì)時(shí)器兩限位孔不在同一豎直線上，使紙帶通過時(shí)受到較大的阻力，這樣實(shí)驗(yàn)造成的結(jié)果是（）A．重力勢(shì)能的減小量明顯大于動(dòng)能的增加量 B．重力勢(shì)能的減小量明顯小于動(dòng)能的增加量 C．重力勢(shì)能的減小量等于動(dòng)能的增加量 D．以上幾種情況都有可能【分析】重物帶動(dòng)紙帶下落過程中，除了重力還受到較大的阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度，由于阻力做功，重力勢(shì)能減小除了轉(zhuǎn)化給了動(dòng)能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能?！窘獯稹拷猓褐匚飵?dòng)紙帶下落過程中，除了重力還受到較大的阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度，由于阻力做功，重力勢(shì)能減小除了轉(zhuǎn)化給了動(dòng)能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能。由于紙帶通過時(shí)受到較大的阻力，重力勢(shì)能有相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，所以重力勢(shì)能的減小量明顯大于動(dòng)能的增加量，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】要知道重物帶動(dòng)紙帶下落過程中能量轉(zhuǎn)化的過程和能量守恒，摩擦阻力做功會(huì)使得重物和紙帶的機(jī)械能轉(zhuǎn)化給內(nèi)能。4．（2019春?驛城區(qū)校級(jí)期中）下列有關(guān)高中物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)的描述中，正確的是（）A．在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用低壓直流電源 B．在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，體現(xiàn)了等效思想的運(yùn)用 C．在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，坐標(biāo)紙上必須標(biāo)出小球剛開始做平拋運(yùn)動(dòng)的初始點(diǎn) D．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律“的實(shí)驗(yàn)中，必須要用天平測(cè)出懸掛鉤碼的質(zhì)量【分析】該題考查了多個(gè)實(shí)驗(yàn)問題，解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)?！窘獯稹拷猓篈、在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用低壓交流電源，故A錯(cuò)誤；B、在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，體現(xiàn)了等效思想的運(yùn)用，故B正確；C、在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，描繪平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，不一定非得標(biāo)出平拋的起始點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；D、在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)中，不一定要測(cè)量物體的質(zhì)量，因?yàn)轵?yàn)證動(dòng)能的變化量和重力勢(shì)能的變化量時(shí)，兩邊都有質(zhì)量，可以約去比較，故D錯(cuò)誤；故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了四個(gè)實(shí)驗(yàn)中的問題，關(guān)鍵要理解實(shí)驗(yàn)的原理、操作步驟，以及實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，掌握基礎(chǔ)知識(shí)即可解題，平時(shí)要注意基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與積累。5．（2019?揚(yáng)州學(xué)業(yè)考試）采用落體法“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，下列步驟不必要的是（）A．用天平稱出重錘的質(zhì)量 B．把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定到鐵架臺(tái)上，并與交流電源連接起來 C．把紙帶固定到重錘上，穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，并把重錘提升到一定的高度 D．接通電源，釋放紙帶【分析】比較mgh、mv2的大小關(guān)系，故m可約去；磁計(jì)時(shí)器要使用低壓交流電，接通電源，后放開紙帶；紙帶固定到重錘上，把重錘提升到一定的高度，讓其做自由落體。【解答】解：A、因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、mv2的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平稱重物和夾子的質(zhì)量，故A不必要，B、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要使用低壓交流電，紙帶固定到重錘上，把重錘提升到一定的高度，讓其做自由落體，在操作中，我們要先接通電源，后放開紙帶，故BCD必要。本題選不必要的，故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，通過原理確定所需測(cè)量的物理量，以及知道實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，在平時(shí)的學(xué)習(xí)中，需加以總結(jié)，要熟記求紙帶上某點(diǎn)瞬時(shí)速度的求法。6．（2019春?秦州區(qū)校級(jí)月考）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，需要測(cè)量物體由靜止開始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落的高度h，某同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶設(shè)計(jì)了以下幾種測(cè)量的方案，正確的是（）A．由刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，用打點(diǎn)間隔算出下落時(shí)間，通過v＝gt計(jì)算出瞬時(shí)速度 B．由刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，通過v＝計(jì)算出瞬時(shí)速度 C．由刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，計(jì)算出瞬時(shí)速度 D．根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，計(jì)算出瞬時(shí)速度v，并通過h＝計(jì)算得出高度【分析】本實(shí)驗(yàn)通過驗(yàn)證減少的重力勢(shì)能mgh是否與增加的動(dòng)能mv2相等，來驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，在處理數(shù)據(jù)時(shí)，高度h必須用刻度尺測(cè)量，速度v必須根據(jù)v＝來求，不能通過運(yùn)動(dòng)學(xué)公式來算出，否則得不到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證?！窘獯稹拷猓篈B、實(shí)驗(yàn)中根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度測(cè)出瞬時(shí)速度的大小，瞬時(shí)速度應(yīng)由紙帶根據(jù)求出，因?yàn)橹匚锵侣溥^程中受到阻力作用，實(shí)際加速度小于當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，不能用或v＝gt來求速度，故AB錯(cuò)誤；C、下落高度應(yīng)用米尺測(cè)量，根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)出瞬時(shí)速度，故C正確；D、應(yīng)用米尺量出紙帶下落高度，不能用求高度，故D錯(cuò)誤；故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】關(guān)鍵是知道下落高度應(yīng)用米尺測(cè)量，根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)出瞬時(shí)速度。7．（2019?河西區(qū)學(xué)業(yè)考試）如圖為“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是（）A．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用低壓直流電 B．可用公式v＝計(jì)算重物的速度 C．實(shí)驗(yàn)時(shí)接通電源和釋放紙帶應(yīng)同時(shí)進(jìn)行 D．安裝紙帶時(shí)，應(yīng)將紙帶置于復(fù)寫紙的下方【分析】正確解答本題需要掌握：理解該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，需要測(cè)量的數(shù)據(jù)等；明確打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用；理解實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)以及如何進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；對(duì)于任何實(shí)驗(yàn)注意從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚?！窘獯稹拷猓篈、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源，故A錯(cuò)誤；B、該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)。因?yàn)槲覀冎雷杂陕潴w運(yùn)動(dòng)只受重力，機(jī)械能就守恒。如果把重物看成自由落體運(yùn)動(dòng)，再運(yùn)用自由落體的規(guī)律：v＝求解速度，那么就不需要驗(yàn)證了，故B錯(cuò)誤；C、開始記錄時(shí)，應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果實(shí)驗(yàn)時(shí)接通電源和釋放紙帶應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，由于重物運(yùn)動(dòng)較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差，故C錯(cuò)誤；D、安裝紙帶時(shí)，應(yīng)將紙帶置于復(fù)寫紙的下方，這樣使得紙帶受到阻力相對(duì)較小些，故D正確。故選：D。【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)要從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)去理解，要親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，深刻體會(huì)實(shí)驗(yàn)的具體操作，不能單憑記憶去理解實(shí)驗(yàn)。8．（2018春?淄川區(qū)校級(jí)期中）用落體法做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律“的實(shí)驗(yàn)。重物從高處由靜止開始落下，重物拖著紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算分析，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列器材不必要的是（）A．天平 B．重物 C．紙帶 D．刻度尺【分析】根據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)器材的掌握分析答題，利用自由落體驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，需要驗(yàn)證重物動(dòng)能的增加量等于物體重力勢(shì)能的減少量?！窘獯稹拷猓候?yàn)證自由落體運(yùn)動(dòng)過程的機(jī)械能守恒，需要驗(yàn)證，只需驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)需要有做自由落體運(yùn)動(dòng)的重物，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶求出物體的速度，用刻度尺測(cè)出物體下落的高度，代入，即可完成實(shí)驗(yàn)，因此需要的實(shí)驗(yàn)器材有：重物、紙帶、刻度尺，不需天平，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)器材，知道實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材即可正確解題。9．（2018?廣南縣校級(jí)模擬）在研究重物自由下落過程中機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中，得到如圖所示的一條紙帶，該紙帶上最初打出的幾個(gè)點(diǎn)不清楚，紙帶上留下的是后面的一些點(diǎn)。算出打下B、C兩點(diǎn)時(shí)，重物速度分別是vB、vC，量得B、C兩點(diǎn)間的距離為h，那么驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式可寫為（）A．gh＝vC2﹣vB2 B．gh＝vC2﹣vB2 C．vC＝vB+aT D．vC2+vB2＝2gh【分析】根據(jù)下落過程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，從而可列出機(jī)械能守恒的表達(dá)式?！窘獯稹拷猓簭腂→C的過程△EP減＝mgh，△Ek增＝﹣，所以需驗(yàn)證的表達(dá)式為mgh＝﹣，即gh＝﹣，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。故選：B。【點(diǎn)評(píng)】本題只要掌握機(jī)械能守恒的條件，知道重物自由下落過程，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，即可列出機(jī)械能守恒的表達(dá)式，簡(jiǎn)單題目。10．（2018?浙江學(xué)業(yè)考試）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是（）A．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接220V交流電源 B．需要用刻度尺測(cè)量重物下落的高度 C．需要用秒表測(cè)量重物下落的時(shí)間【分析】正確解答本題需要掌握：理解該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，需要測(cè)量的數(shù)據(jù)等；明確打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用?！窘獯稹拷猓篈、電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用低壓交流電源，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，需要用刻度尺測(cè)量重物下落的高度，故B正確；C、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是記錄時(shí)間的儀器，所以不需要使用秒表測(cè)量重物下落的時(shí)間；故C錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)要從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)去理解，要親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，深刻體會(huì)實(shí)驗(yàn)的具體操作，不能單憑記憶去理解實(shí)驗(yàn)。二．多選題（共10小題）11．（2020?浙江模擬）利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究相關(guān)的力學(xué)實(shí)驗(yàn)，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．“探究速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，不需要平衡摩擦力 B．探究“功和速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，只打出一條紙帶不能進(jìn)行探究 C．探究”加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，物塊的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量 D．利用該實(shí)驗(yàn)裝置，只要平衡摩擦力，就可以用來“探究機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)【分析】利用圖示小車紙帶裝置可以完成很多實(shí)驗(yàn)，在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)不需要平衡摩擦力，在探究“小車的加速度與質(zhì)量的關(guān)系”和探究“功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要平衡摩擦力，且需要調(diào)整滑輪的高度，保證繩與木板平行?！窘獯稹拷猓篈、此裝置可以用來研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)，但不需要平衡摩擦力，故A正確；B、探究“功和速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)操作正確，打出一條紙帶就能進(jìn)行探究，故B錯(cuò)誤；C、探究”加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，物塊的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量，才能保證小車受到的拉力等于物塊的重力，故C正確；D、利用該實(shí)驗(yàn)裝置，需要平衡摩擦力，還需要調(diào)整滑輪高度，讓細(xì)線與木板平行，才能保證小車受到的拉力等于物體的重力，故D錯(cuò)誤。因選錯(cuò)誤的故選：BD?！军c(diǎn)評(píng)】解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，然后熟練應(yīng)用物理規(guī)律來解決實(shí)驗(yàn)問題。12．（2019春?金山區(qū)校級(jí)期末）用DIS實(shí)驗(yàn)研究機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，用光電門測(cè)定擺錘在某一位置的瞬時(shí)速度。實(shí)驗(yàn)測(cè)得D點(diǎn)的速度偏小，造成這個(gè)誤差的原因可能是（）A．?dāng)[錘釋放的位置高于A點(diǎn) B．?dāng)[錘釋放的位置在AB之間 C．?dāng)[錘在A點(diǎn)沒有靜止釋放 D．光電門沒有放在D點(diǎn)【分析】D點(diǎn)速度有釋放的高度決定，測(cè)D點(diǎn)速度是D處極短時(shí)間內(nèi)的平均速度?！窘獯稹拷猓喝魧?shí)驗(yàn)測(cè)得D點(diǎn)的速度明顯偏小，說明重錘低于A點(diǎn)才開始靜止釋放的，或未到D點(diǎn)就開始測(cè)速度，故可能原因是BD，故BD正確，AC錯(cuò)誤。故選：BD?！军c(diǎn)評(píng)】本題要明確D點(diǎn)速度大小決定于什么以及如何測(cè)量D點(diǎn)速度，就可以推斷原因。13．（2019春?西城區(qū)校級(jí)期中）在下列所述實(shí)例中，若不計(jì)空氣阻力，機(jī)械能守恒的是（）A．自由落體運(yùn)動(dòng) B．電梯減速下降的過程 C．拋出的鉛球在空中運(yùn)動(dòng)的過程 D．木箱沿粗糙斜面勻速下滑的過程【分析】根據(jù)機(jī)械能守恒的條件進(jìn)行分析，明確物體受力情況或動(dòng)能或重力勢(shì)能的變化情況。【解答】解：A、自由落體運(yùn)動(dòng)的過程，只受重力，所以物體機(jī)械能守恒。故A正確；B、人乘電梯減速下降的過程，動(dòng)能和重力勢(shì)能都減小，所以人的機(jī)械能不守恒。故故B錯(cuò)誤；C、拋出的鉛球在空中運(yùn)動(dòng)的過程只受到重力的作用，所以鉛球的機(jī)械能守恒。故C正確；D、木箱沿粗糙斜面勻速下滑，此過程中摩擦力對(duì)物體做了負(fù)功，所以木箱的機(jī)械能不守恒。故D錯(cuò)誤。故選：AC?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了判斷機(jī)械能是否守恒，知道機(jī)械能守恒的條件即可正確解題；同時(shí)也可以直接分析動(dòng)能和重力勢(shì)能的變化，明確機(jī)械能的變化。14．（2019春?西城區(qū)校級(jí)期中）用重物的自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，除鐵架臺(tái)、鐵夾、導(dǎo)線、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶和重物外，還需選用的器材有（）A．秒表 B．刻度尺 C．直流電源 D．交流電源【分析】根據(jù)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的原理及實(shí)驗(yàn)方法，明確需要測(cè)量的數(shù)據(jù)，則可知需要的器材?！窘獯稹拷猓篈、實(shí)驗(yàn)中由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量時(shí)間，不再需要秒表。故A錯(cuò)誤；B、實(shí)驗(yàn)中需測(cè)量點(diǎn)跡間的距離，可知需要毫米刻度尺。故B正確；CD、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要接交流電源。故C錯(cuò)誤D正確。故選：BD?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的原理的儀器選擇，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理進(jìn)行記憶。15．（2019春?荊門期末）利用重錘拖著紙帶自由下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，關(guān)于實(shí)驗(yàn)的說法正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先放開紙帶，再開啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 B．實(shí)驗(yàn)紙帶選取點(diǎn)跡清晰且第一、二兩點(diǎn)距離接近2mm的較好 C．重錘的質(zhì)量在本實(shí)驗(yàn)中必須測(cè)出來 D．重錘從靜止開始下落一段距離h時(shí)速度為v，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，只要滿足gh＝v2，就可以說明重錘下落過程中機(jī)械能守恒【分析】解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)?！窘獯稹拷猓篈、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先開啟電源，再釋放紙帶，故A錯(cuò)誤；B、物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，前兩點(diǎn)間的距離約為h＝gt2＝×10×（0.02）2m＝0.002m＝2mm，故實(shí)驗(yàn)紙帶選取點(diǎn)跡清晰且第一、二兩點(diǎn)距離接近2mm的較好；故B正確；C、因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、mv2的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平，故C錯(cuò)誤；D、重錘從靜止開始下落一段距離h時(shí)速度為v，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，只要滿足gh＝v2，就可以說明重錘下落過程中機(jī)械能守恒，故D正確。故選：BD?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中的數(shù)據(jù)處理方法，注意物理基本規(guī)律尤其是勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。16．（2019春?無錫期末）利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，關(guān)于此實(shí)驗(yàn)的操作，下列說法中正確的有（）A．安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)兩個(gè)限位孔必須在同一豎直線上 B．必須用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間 C．先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，待穩(wěn)定后釋放紙帶 D．若紙帶起始端點(diǎn)跡模糊，則不可用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒【分析】明確驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理，明確打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源，在該實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量重物的質(zhì)量；而在實(shí)驗(yàn)中需要先接通電源，再釋放紙帶。【解答】解：A、實(shí)驗(yàn)中安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)兩個(gè)限位孔必須在同一豎直線上，目的是減小摩擦力，以減小實(shí)驗(yàn)誤差。故A正確；B、實(shí)驗(yàn)不需要時(shí)間，所以不需要用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間，故B錯(cuò)誤；C、開始記錄時(shí)，應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器的電源，由于重物運(yùn)動(dòng)較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差，故C正確；D、紙帶起始端點(diǎn)跡模糊，可以選比較清晰的點(diǎn)作為初始位置，所以可以用來驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，故D錯(cuò)誤。故選：AC?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)要從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)去理解，要親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，深刻體會(huì)實(shí)驗(yàn)的具體操作，不能單憑記憶去理解實(shí)驗(yàn)。17．（2019春?浙江月考）如圖所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，重錘帶動(dòng)紙帶由靜止釋放，利用此裝置可以完成的實(shí)驗(yàn)有（）A．測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 B．驗(yàn)證力的平行四邊形定則 C．探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 D．驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律【分析】通過實(shí)驗(yàn)的原理，逐項(xiàng)分析，判斷該裝置能否進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證力的平行四邊形定則需要得出合力與分力的關(guān)系，該裝置無法得出，探究平拋運(yùn)動(dòng)不能用該設(shè)置?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)h＝gt2知，利用該裝置可以測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，故A正確。B、該裝置不能驗(yàn)證力的平行四邊形定則，故B錯(cuò)誤。C、平拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，不能用本裝置進(jìn)行。則C錯(cuò)誤。D、運(yùn)用該裝置可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒，通過動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等進(jìn)行驗(yàn)證，故D正確。故選：AD?！军c(diǎn)評(píng)】考查了多個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理及所需的儀器，熟悉原理即可知道實(shí)驗(yàn)所需的器材。只有通過具體實(shí)踐，才能真正的理解具體實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)的意義，因此平時(shí)同學(xué)們應(yīng)該加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，而不是空洞的記憶實(shí)驗(yàn)。18．（2019?路南區(qū)校級(jí)模擬）下面是一些有關(guān)高中物理實(shí)驗(yàn)的描述，其中正確的是（）A．在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，不需要平衡摩擦力 B．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，必須用天平測(cè)物體的質(zhì)量 C．在“探究力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，在同一次實(shí)驗(yàn)中橡皮條拉長(zhǎng)的結(jié)點(diǎn)O位置可以不同 D．在用橡皮筋“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中不需要直接求出合外力做的功 E．在用歐姆表“×10”擋測(cè)量電阻時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角太小，應(yīng)該換“×1”擋進(jìn)行測(cè)量【分析】通過實(shí)驗(yàn)的原理確定各個(gè)實(shí)驗(yàn)中的操作步驟是否正確，知道歐姆表的刻度盤與電流表、電壓表刻度盤不同，指針偏角較小時(shí)，可知電阻較大，指針偏轉(zhuǎn)較大時(shí)，電阻較?。窘獯稹拷猓篈、在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，研究速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，不需要平衡摩擦力，故A正確。B、在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等，質(zhì)量可以約去，不需要用天平測(cè)量物體的質(zhì)量，故B錯(cuò)誤。C、在驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)中，沿研究合力和分力的關(guān)系，運(yùn)用一根彈簧秤可以完成，故C錯(cuò)誤。D、在用橡皮筋“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中不需要直接求出合外力做的功，運(yùn)用相同的橡皮筋，通過功的倍數(shù)研究。故D正確。E、在用歐姆表“×10”擋測(cè)量電阻時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角太小，可知電阻太大，應(yīng)換用倍率較大的擋進(jìn)行測(cè)量，故E錯(cuò)誤。故選：AD。【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道各個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理，通過原理確定所需測(cè)量的物理量，以及實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，難度不大．19．（2018春?舒城縣期末）在利用重錘和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，下列各項(xiàng)描述正確的有（）A．必須要測(cè)量重錘的質(zhì)量 B．必須測(cè)量重錘的下落時(shí)間 C．需要把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器兩限位孔盡量調(diào)到同一豎直線上 D．由于誤差的原因利用紙帶測(cè)出O到各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重力勢(shì)能的減小量，總是略大于測(cè)出必須測(cè)出的動(dòng)能增加量【分析】明確驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法，從而明確實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)和需要測(cè)量的數(shù)據(jù)，同時(shí)根據(jù)實(shí)際確定誤差情況?！窘獯稹拷猓篈、因?yàn)槲覀兪潜容^mgh，mv2的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平測(cè)質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；B、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了重錘下落時(shí)間，不需要測(cè)量時(shí)間，故B錯(cuò)誤；C、為減小摩擦阻力，需要調(diào)整打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，使它在同一豎直線上，故C正確；D、重錘下落的過程中不可避免的受到阻力作用，因此重力勢(shì)能的減小量大于動(dòng)能的增加量，故D正確。故選：CD?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)，解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，通過原理確定測(cè)量的步驟以及需要測(cè)量的物理量。20．（2018春?海港區(qū)校級(jí)月考）如圖所示“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是（）A．先釋放紙帶，后接通電源 B．需用天平測(cè)出重物的質(zhì)量 C．用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間 D．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器兩個(gè)限位孔應(yīng)在同一豎直平面內(nèi) E．放手時(shí)，重物應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器【分析】實(shí)驗(yàn)時(shí)要先接通電源然后釋放紙帶；實(shí)驗(yàn)不需要測(cè)出重物的質(zhì)量；安裝實(shí)驗(yàn)器材時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔應(yīng)位于同一豎直平面內(nèi)；格局實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析答題?！窘獯稹拷猓篈、為充分利用紙帶，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源然后再釋放紙帶，故A錯(cuò)誤；B、由機(jī)械能守恒定律得：mgh＝mv2，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證：gh＝v2，實(shí)驗(yàn)不需要測(cè)出重物的質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；C、通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以求出重物下落的時(shí)間，實(shí)驗(yàn)不需要用秒表測(cè)重物下落的時(shí)間，故C錯(cuò)誤；D、為減小阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器兩個(gè)限位孔在同一豎直平面內(nèi)，故D正確；E、為充分利用紙帶，釋放重物時(shí)，重物應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故E正確；故選：DE?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，本題難度不大，掌握基礎(chǔ)知識(shí)是解題的前提與關(guān)鍵，平時(shí)要注意基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與積累。三．填空題（共10小題）21．（2021春?岑溪市期末）“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)如圖1采用重物自由下落的方法：（1）實(shí)驗(yàn)中，下面哪些測(cè)量工具是必需的？C．A．天平B．直流電源C．刻度尺D．秒表（2）實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)重錘減少的勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能，造成這種現(xiàn)象的主要原因是CA．選用的重錘質(zhì)量過大B．?dāng)?shù)據(jù)處理時(shí)出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤C．空氣對(duì)重錘的阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的阻力D．實(shí)驗(yàn)時(shí)操作不夠細(xì)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量不準(zhǔn)確（3）實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80m/s2，所用重物的質(zhì)量為1.00kg，實(shí)驗(yàn)中得到一點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖2，把第一點(diǎn)記作O，另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測(cè)量的點(diǎn)，經(jīng)測(cè)量知道A、B、C、D到0點(diǎn)的距離分別為62.99cm，70.18cm，77.76cm，85.73cm，根據(jù)以上的數(shù)據(jù)，可知重物由0運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，重力勢(shì)能的減小量等于7.62J，動(dòng)能的增加量等于7.56J．（本題中計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）（4）通過實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．【分析】1、首先明確實(shí)驗(yàn)原理和數(shù)據(jù)處理方法，確定實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的物理量，則可進(jìn)一步知道實(shí)驗(yàn)所需要的器材．2、重物下落過程中不可避免的受到阻力作用，重力勢(shì)能不可能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，這是誤差的主要來源．3、紙帶實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度．從而求出動(dòng)能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢(shì)能減小量等于重力做功的數(shù)值．【解答】解：（1）A、在該實(shí)驗(yàn)中，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來記錄物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間，不需要秒表，故A錯(cuò)誤．B、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要連接的是交流電源，因此不需要直流電源，故B錯(cuò)誤．C、同時(shí)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量紙帶上兩點(diǎn)間的距離，所以需要刻度尺．故C正確．D、由于驗(yàn)證機(jī)械能公式中可以把物體質(zhì)量約掉，因此不需要天平，故D錯(cuò)誤．故選：C．（2）在該實(shí)驗(yàn)中，由于摩擦力、空氣阻力等阻力的存在，重錘減小的重力勢(shì)能總是稍稍大于重錘動(dòng)能的增加量；若重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘動(dòng)能的增加量，而且比較明顯，就要考慮阻力太大的原因．在該實(shí)驗(yàn)過程的步驟中，沒有檢查打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔是否在同一條豎直線上，也會(huì)導(dǎo)致摩擦力太大；故C正確，ABD錯(cuò)誤．故選：C．（3）重力勢(shì)能減小量△Ep＝mgh＝1.0×9.8×0.7776J＝7.62J．利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得：vC＝＝≈3.89m/s△Ek＝EkC＝mvC2＝7.56J（4）通過實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，重力勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量，即機(jī)械能守恒．故答案為：（1）C；（2）C；（3）7.62；7.56；（4）在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．【點(diǎn)評(píng)】要知道重物帶動(dòng)紙帶下落過程中能量轉(zhuǎn)化的過程和能量守恒，熟練應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問題；重物帶動(dòng)紙帶下落過程中，除了重力還受到阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度，由于阻力做功，重力勢(shì)能減小除了轉(zhuǎn)化給了動(dòng)能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能．22．（2020秋?香坊區(qū)校級(jí)月考）某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)袋置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，進(jìn)行如下操作：①用天平測(cè)定小球的質(zhì)量為m＝10.0g；②用游標(biāo)卡尺測(cè)出小球的直徑為d＝10.0mm；③用刻度尺測(cè)出電磁鐵下端到光電門的距離為h＝80.90cm；④電磁鐵先通電，讓小球吸在下端；⑤電磁鐵斷電，小球自由下落；⑥在小球經(jīng)過光電門的時(shí)間內(nèi)，計(jì)時(shí)裝置記下小球經(jīng)過光電門所用時(shí)間為t＝2.50×10﹣3s，由此可算得小球經(jīng)過光電門時(shí)的速度為4.00m/s；⑦計(jì)算此過程中小球重力勢(shì)能的減少量為0.0804J，小球動(dòng)能的增加量為0.0800J（g取10m/s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（2）另一同學(xué)用上述實(shí)驗(yàn)裝置通過改變光電門的位置，用h表示小球到光電門的下落距離，用v表示小球通過光電門的速度，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的v2﹣h圖象，則當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度g＝9.7m/s2．【分析】（1）利用平均速度代替瞬時(shí)速度算得小球經(jīng)過光電門時(shí)的速度，從而求出動(dòng)能，進(jìn)而求出動(dòng)能增加量．根據(jù)功的定義式求出重力做功，從而求出重力勢(shì)能減小量；（2）根據(jù)圖象的物理意義可知，圖象的斜率大小等于物體的重力加速度大?。窘獯稹拷猓海?）利用平均速度代替瞬時(shí)速度算得小球經(jīng)過光電門時(shí)的速度得：小球經(jīng)過光電門時(shí)的速度為：v＝m/s＝4.00m/s．小球從電磁鐵處下落到經(jīng)過光電門時(shí)，小球重力勢(shì)能減小量為：△EP＝mgh＝0.01×10×（0.8090﹣0.005）J＝0.0804J．小球動(dòng)能變化量為：△Ek＝mv2﹣0＝×0.01×42J＝0.0800J．（2）本題中根據(jù)機(jī)械能守恒可知，，即有：v2＝2gh，所以v2﹣h圖象中圖象的斜率表示2g，由圖可知，斜率k＝，故當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度g＝＝9.7m/s2．故答案為：（1）4.00；0.0804；0.0800；（2）9.7【點(diǎn)評(píng)】本題全面的考查了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中的數(shù)據(jù)處理問題，要熟練掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律以及功能關(guān)系，增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理能力，難度適中．23．（2020?北京模擬）某同學(xué)利用光電門傳感器設(shè)計(jì)了一個(gè)研究小物體自由下落時(shí)機(jī)械能是否守恒的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，圖中A、B兩位置分別固定了兩個(gè)光電門傳感器．實(shí)驗(yàn)測(cè)得小物體上寬度為d的擋光片通過A的擋光時(shí)間為t1，通過B的擋光時(shí)間為t2．重力加速度為g．為了證明小物體通過A、B時(shí)的機(jī)械能相等，還需要進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)測(cè)量和列式證明．（1）下列必要的實(shí)驗(yàn)測(cè)量步驟是A．用天平測(cè)出運(yùn)動(dòng)小物體的質(zhì)量mB．測(cè)出A、B兩傳感器之間的豎直距離hC．測(cè)出小物體釋放時(shí)離傳感器B的高度HD．用秒表測(cè)出運(yùn)動(dòng)小物體由傳感器A到傳感器B所用時(shí)間△t（2）若該同學(xué)用d和t1、t2的比值來反映小物體經(jīng)過A、B光電門時(shí)的速度，并設(shè)想如果能滿足關(guān)系式，即能證明在自由落體運(yùn)動(dòng)過程中小物體的機(jī)械能是守恒的．【分析】（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊约皺C(jī)械能守恒定律的表達(dá)式，可明確該實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的物理量；（2）寫出機(jī)械能守恒的表達(dá)式，可正確解答本題．【解答】解：（1）A、根據(jù)機(jī)械能守恒的表達(dá)式，可知不需要測(cè)量質(zhì)量，A錯(cuò)誤；B、實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量從A到B過程中重力勢(shì)能的減小量，因此需要測(cè)量AB之間的距離h，故B正確；C、測(cè)出AB之間的距離h，不需要測(cè)量小物體釋放時(shí)離桌面的高度H，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式，可知不需要測(cè)量小物體通過A、B兩傳感器的時(shí)間△t，故D錯(cuò)誤．故選：B．（2）本實(shí)驗(yàn)中利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時(shí)速度，故有：vA＝，vB＝根據(jù)mgh＝m﹣m可得：．故答案為：（1）B；（2）．【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于實(shí)驗(yàn)不光要從理論上理解，關(guān)鍵是要?jiǎng)邮謱?shí)驗(yàn)，體會(huì)實(shí)驗(yàn)步驟以及數(shù)據(jù)處理的過程，加深對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解．24．（2020秋?龍海市校級(jí)月考）某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定重力加速度的大小，具體的操作和相應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄如下：A．接通電磁鐵的電源（圖中未畫出），讓小鐵球吸在電磁鐵下端；B．?dāng)嚅_電磁鐵的電源，小鐵球自由下落；C．用游標(biāo)卡尺測(cè)出小鐵球的直徑為10.0mm；D．用刻度尺測(cè)出電磁鐵下端到光電門的距離為82cm．（1）小鐵球經(jīng)過光電門時(shí)，計(jì)時(shí)裝置記下小鐵球經(jīng)過光電門所用的時(shí)間為2.50×10﹣3s，由此可算出小鐵球經(jīng)過光電門的速度為4m/s．（2）通過計(jì)算可得重力加速度的數(shù)值為9.82m/s2．【分析】（1）利用平均速度代替瞬時(shí)速度算得小球經(jīng)過光電門時(shí)的速度；（2）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，結(jié)合高度，即可求解．【解答】解：（1）利用平均速度代替瞬時(shí)速度算得小球經(jīng)過光電門時(shí)的速度得：小球經(jīng)過光電門時(shí)的速度為v＝＝＝4.00m/s（2）根據(jù)v2＝2gh，又h＝（0.82﹣0.005）＝0.815m；解得：g＝9.82m/s2；故答案為：（1）4；（2）9.82m/s2．【點(diǎn)評(píng)】本題考查光電門測(cè)量瞬時(shí)速度的方法，理解平均速度等于瞬時(shí)速度的條件，同時(shí)掌握運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的應(yīng)用，注意單位的轉(zhuǎn)換與統(tǒng)一．25．（2020?小店區(qū)校級(jí)模擬）用如圖2實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。下圖給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖1所示。已知m1＝50g、m2＝150g，則（g取10m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）①在打點(diǎn)0～5過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量△EK＝0.58J，系統(tǒng)勢(shì)能的減少量△EP＝0.60J，②若某同學(xué)作出v2﹣h圖象如圖3，則當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度g＝9.7m/s2?！痉治觥扛鶕?jù)物體的初末動(dòng)能大小可以求出動(dòng)能的增加量，根據(jù)物體重力做功和重力勢(shì)能之間的關(guān)系可以求出系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量，比較動(dòng)能增加量和重力勢(shì)能減小量之間的關(guān)系可以得出機(jī)械能是否守恒；根據(jù)圖象的物理意義可知，圖象的斜率大小等于物體的重力加速度大小?！窘獯稹拷猓孩俑鶕?jù)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小等于該過程中的平均速度，可知打第5個(gè)點(diǎn)時(shí)的速度為：v5＝＝＝2.4m/s；物體的初速度為零，所以動(dòng)能的增加量為：△Ek＝mv﹣0＝×（0.05+0.15）×2.42＝0.576J≈0.58J；重力勢(shì)能的減小量等于物體重力做功，故：△EP＝W＝mgh＝（0.15﹣0.05）×10×（0.384+0.216）＝0.60J；由此可知?jiǎng)幽艿脑黾恿亢蛣?shì)能的減小量基本相等，因此在誤差允許的范圍內(nèi)，m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。②本題中根據(jù)機(jī)械能守恒可知，mgh＝mv2，即有：v2＝gh，所以出v2﹣h圖象中圖象的斜率表示重力加速度，由圖可知，斜率k＝9.7，故當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度g＝9.7m/s2。故答案為：①0.58；0.60；②9.7。【點(diǎn)評(píng)】本題全面的考查了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中的數(shù)據(jù)處理問題，要熟練掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律以及功能關(guān)系，增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理能力。26．（2020春?大武口區(qū)校級(jí)期末）“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)采用重物自由下落的方法．（取g＝10m/S2）（1）用公式mv2＝mgh時(shí)，對(duì)紙帶上起點(diǎn)的要求是初速度為0，為達(dá)到此目的，所選擇的紙帶開始第一、二兩點(diǎn)間距應(yīng)接近2mm．（2）若實(shí)驗(yàn)中所用重錘質(zhì)量m＝1kg，打點(diǎn)紙帶如圖所示，打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，則記錄B點(diǎn)時(shí)，重錘速度vB＝0.59m/s，重錘的動(dòng)能EKB＝0.174J，從開始下落起至B點(diǎn)，重錘的重力勢(shì)能減少量是0.176J，因此，在誤差允許范圍內(nèi)，可得出的結(jié)論是正確的．【分析】（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，該實(shí)驗(yàn)不需要測(cè)量物體質(zhì)量，因此不需要天平．（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度可以求出B點(diǎn)的速度大小，進(jìn)一步可求出其動(dòng)能，根據(jù)勢(shì)能的定義可以求出勢(shì)能的改變量，從而驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒．【解答】解：（1）根據(jù)重物下落過程中機(jī)械能守恒的表達(dá)式可知，對(duì)紙帶上起點(diǎn)的要求是初速度為0，為達(dá)到此目的，所選擇的紙帶開始第一、二兩點(diǎn)間距應(yīng)接近：＝2mm．（2）B點(diǎn)的速度等于AC之間的平均速度：m/s重物的動(dòng)能為：J重力勢(shì)能的該變量為：mghOB＝×10×0.0176＝0.176J由于重物下落時(shí)克服阻力做功，因此重力勢(shì)能減小量略大于動(dòng)能增加量，故在誤差范圍內(nèi)機(jī)械能守恒．故答案為：（1）0，2mm；（2）0.59m/s，0.174，0.176【點(diǎn)評(píng)】驗(yàn)證機(jī)械能守恒是中學(xué)階段的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，要從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)來理解實(shí)驗(yàn)同時(shí)注意平時(shí)加強(qiáng)練習(xí)．27．（2020春?歷下區(qū)校級(jí)期中）如圖1所示是用重錘做自由落體運(yùn)動(dòng)來“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置．（1）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列措施可行的是BC（填寫代號(hào)）A．重錘選用體積較大且質(zhì)量較小的B．重錘選用體積較小且質(zhì)量較大的C．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在豎直平面內(nèi)D．應(yīng)先放手讓重錘拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，再通電讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作（2）某同學(xué)選取了一條紙帶進(jìn)行測(cè)量研究．他舍去了這條紙帶上前面比較密集的點(diǎn)，對(duì)后面間距較大的且相鄰的六個(gè)點(diǎn)進(jìn)行了如圖2所示的測(cè)量．已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，使用的交變電源周期為T，則要驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式為（用x1、x2、x3、T、g表示）．（3）某同學(xué)實(shí)驗(yàn)計(jì)算結(jié)果時(shí)發(fā)現(xiàn)重物重力勢(shì)能的減少量△Ep略大于動(dòng)能的增加量△Ek，本實(shí)驗(yàn)中引起誤差的主要原因是重錘下落過程中存在著阻力作用．【分析】（1）解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，清楚該實(shí)驗(yàn)的誤差來源．（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，求得打計(jì)數(shù)點(diǎn)2、5時(shí)重物的速度，再求動(dòng)能的增加量為△Ek，根據(jù)重力勢(shì)能變化量△EP＝mgh．【解答】解：（1）A、如果體積較大而質(zhì)量較小，空氣阻力較大，實(shí)驗(yàn)誤差大，故A錯(cuò)誤；B、實(shí)驗(yàn)供選擇的重物應(yīng)該相對(duì)質(zhì)量較大、體積較小的物體，這樣能減少摩擦阻力的影響，故B正確．C、當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在豎直平面內(nèi)時(shí)，紙帶才能被重物帶著豎直下落，減小摩擦，故C正確；D、開始記錄時(shí)，應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器的電源，由于重物運(yùn)動(dòng)較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差．故D錯(cuò)誤．故選BC．（2）選擇2、5兩點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證，根據(jù)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，有：動(dòng)能的增加量為：從計(jì)數(shù)點(diǎn)1至計(jì)數(shù)點(diǎn)5兩點(diǎn)間重力勢(shì)能的減少量為：△EP＝mgh＝mgx2．需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：△Ek＝△Ep，即：．故答案為：．（3）由于紙帶通過限位孔時(shí)不可避免的受到阻力作用，以及重錘受到的空氣阻力，重力勢(shì)能有相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，所以重力勢(shì)能的減小量大于動(dòng)能的增加量．故答案為：重錘下落過程中存在著阻力作用．【點(diǎn)評(píng)】解答實(shí)驗(yàn)問題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，熟練應(yīng)用物理基本規(guī)律，因此這點(diǎn)在平時(shí)訓(xùn)練中要重點(diǎn)加強(qiáng)．28．（2020?濉溪縣二模）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，若重物質(zhì)量為0.50kg，選擇好的紙帶如圖所示，O、A之間有幾個(gè)點(diǎn)未畫出．已知相鄰兩點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，長(zhǎng)度單位是cm，g取9.8m/s2．則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)B時(shí)，重物的速度vB＝0.973m/s；從起點(diǎn)O到打下點(diǎn)B的過程中，重物重力勢(shì)能的減少量△Ep＝0.238J，動(dòng)能的增加量△Ek＝0.237J．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）【分析】根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該段時(shí)間內(nèi)的平均速度可以求出物體在B點(diǎn)時(shí)的速度，然后根據(jù)動(dòng)能、勢(shì)能的定義進(jìn)一步求得動(dòng)能、勢(shì)能的變化量．【解答】解：vB＝m/s≈0.973m/s動(dòng)能的增量：△Ek＝mvB2＝×0.5×0.9732≈0.237J重力勢(shì)能的減少量：△Ep＝mghB＝0.5×9.8×4.86×10﹣2J≈0.238J．故答案為：0.973，0.238，0.237．【點(diǎn)評(píng)】本題比較簡(jiǎn)單，考查了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中基本方法的應(yīng)用，對(duì)于基本方法不能忽視，要在訓(xùn)練中加強(qiáng)練習(xí)，提高認(rèn)識(shí)．29．（2019秋?滕州市校級(jí)月考）利用自由落體測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)中。（1）以下正確的是BCDA．應(yīng)當(dāng)先釋放重錘，再打開電源B．重錘選用密度較大的小鐵錘，是為了減小空氣阻力的影響C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)手捏紙帶上端，讓重錘靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器釋放D．?dāng)?shù)據(jù)的處理可以建立﹣h圖象，斜率就等于重力加速度的大?。?）該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)使用電火花計(jì)時(shí)器（填“電磁式”或“電火花式”），因?yàn)檫@種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作時(shí)對(duì)紙帶的阻力較小。兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器都是使用的交流電源（填“直流”或“交流”），其中本實(shí)驗(yàn)所用計(jì)時(shí)器需要的電源電壓為220V?！痉治觥浚?）根據(jù)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)重力加速度的原理，和實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)判斷即可；（2）明確兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的區(qū)別和聯(lián)系；【解答】解：（1）AC、為了提高紙帶的利用率且使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定，應(yīng)手紙帶一端，使重錘靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先打開電源后釋放紙帶，故A錯(cuò)誤，C正確；B、為了減小空氣阻力的影響，重錘應(yīng)選體積小密度大的鐵錘，故B正確；D、根據(jù)速度位移關(guān)系公式v2＝2gh得：，故圖象中的斜率為重力加速度，故D正確；故選：BCD。（2）為了減小紙帶運(yùn)動(dòng)過程中與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力，應(yīng)選電火花計(jì)時(shí)器，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器均使用交流電源，電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用220V交流電源，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用4V﹣6V的學(xué)生交流電源；故答案為：（1）BCD；（2）電火花，交流，220；【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于一些實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)，要通過親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，才能體會(huì)具體操作細(xì)節(jié)的含義，同時(shí)要加強(qiáng)利用基本物理規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問題的能力。30．（2019秋?杭州月考）小明同學(xué)想自己動(dòng)手完成“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前他需要選擇儀器：（1）對(duì)于實(shí)驗(yàn)儀器選擇，下列說法中正確的是A．選重物時(shí)體積大一些的比小的好B．選重物時(shí)稍重一些的比輕的好C．實(shí)驗(yàn)時(shí)要用秒表計(jì)時(shí)，以便計(jì)算速度（2）完成實(shí)驗(yàn)后，小明用刻度尺測(cè)量紙帶距離，如圖乙，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每0.02s打一個(gè)點(diǎn)，則B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度vB＝1.35m/s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（3）若B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度為vB，H點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度為vH，兩點(diǎn)間的距離為hcm，重物質(zhì)最為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，為得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論完成實(shí)驗(yàn)，要比較mgh與m﹣的大小（用題中所給字母表示）【分析】機(jī)械能守恒定律的條件是只有重力做功，所以本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是想法減少重錘受到阻力的影響，減少措施有選取密度大的、質(zhì)量大體積小的重錘；刻度尺的讀數(shù)要注意進(jìn)行估讀，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中的速度等于該過程中的平均速度，可以求出B點(diǎn)瞬時(shí)速度的大??；③根據(jù)功能關(guān)系mgh＝mv2可知，需要比較哪些物理量?！窘獯稹拷猓海?）A、若重錘體積大的受到的空氣阻力大，所以選體積小的重錘比體積大的好，故A錯(cuò)誤；B、由于重的重錘重力遠(yuǎn)大于阻力，所以重錘應(yīng)選擇重的好，故B正確。C、實(shí)驗(yàn)時(shí)通過打點(diǎn)來計(jì)時(shí)，不要用秒表計(jì)時(shí)，故C錯(cuò)誤。（2）②根據(jù)刻度尺的指示可知：AC之間的距離為：xAC＝5.40cm，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中的速度等于該過程中的平均速度，可以求出B點(diǎn)瞬時(shí)速度的大小為：vB＝＝1.35m/s；（3）根據(jù)功能關(guān)系可知，通過比較mgh和m﹣是否相等來驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒；故答案為：（1）B；（2）1.35；（3）m﹣；【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于實(shí)驗(yàn)的具體操作，不光要靠記憶理解，要親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，切實(shí)去體會(huì)。正確解答實(shí)驗(yàn)問題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實(shí)驗(yàn)器材、所測(cè)數(shù)據(jù)、誤差分析等，會(huì)起到事半功倍的效果。四．實(shí)驗(yàn)題（共2小題）31．（2021?肥東縣校級(jí)模擬）某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌（導(dǎo)軌上有刻度尺）；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＝0.10kg，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為M＝0.20kg的重物相連，遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直。導(dǎo)軌安裝一光電門P，可以測(cè)量遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間t，P的位置可在導(dǎo)軌上移動(dòng)。用l表示A點(diǎn)到支撐點(diǎn)的距離，h表示B與A的高度差，遮光片的寬度d＝1.00cm，s表示光電門P到A的距離，將遮光片通過光電門的平均速度視為滑塊通過時(shí)的瞬時(shí)速度，用g表示重力加速度。完成下列填空。（1）若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放，重物下落，則在滑塊從A運(yùn)動(dòng)至光電門的過程中，系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能為，若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，滿足＝，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。（用題中字母來表示）（2）多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點(diǎn)（A點(diǎn)）上滑，測(cè)量相應(yīng)的s與t值，作出﹣s圖像如圖2所示，則當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度9.72m/s2（h＝0.20m，l＝1.00，計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）【分析】根據(jù)重力勢(shì)能計(jì)算公式得減少的重力勢(shì)能，再列出動(dòng)能的表達(dá)式，若減少的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒的表達(dá)式變形得圖像的函數(shù)表達(dá)式，通過斜率可求得g值?！窘獯稹拷猓海?）將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放，重物下落，則在滑塊從A運(yùn)動(dòng)至光電門的過程中，系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能為Δ經(jīng)過光電門，系統(tǒng)增加的動(dòng)能Ek＝機(jī)械能守恒，則＝（3）整理上述方程得：結(jié)合圖像可知斜率k＝＝代入數(shù)據(jù)解得g＝9.72m/s2故答案為：（1），＝（2）9.72m/s2【點(diǎn)評(píng)】本題考查機(jī)械能守恒，解題關(guān)鍵注意題中圖像，根據(jù)圖像變形機(jī)械能守恒的表達(dá)式，結(jié)合斜率可求得g。32．（2021?眉山模擬）某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。氣墊導(dǎo)軌上A處安裝了一個(gè)光電門，固定有遮光條的滑塊用跨過導(dǎo)軌左端定滑輪的細(xì)線與鉤碼相連?；瑝K每次都從同一位置釋放，釋放時(shí)遮光條位于導(dǎo)軌上B處的正上方。（1）關(guān)于實(shí)驗(yàn)的要求，下列說法正確的是和C。（填選項(xiàng)序號(hào)字母）A.氣墊導(dǎo)軌不需要調(diào)至水平B.細(xì)線必須與氣墊導(dǎo)軌平行C.滑塊必須由靜止釋放D.滑塊的質(zhì)量必須遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量（2）該小組嚴(yán)格遵循實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他們先測(cè)出遮光條的寬度d，滑塊的質(zhì)量M，鉤碼的質(zhì)量m，A、B間的距離L，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎礸；然后接通氣源，滑塊釋放，用數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間t；①在他們的實(shí)驗(yàn)中，滑塊運(yùn)動(dòng)到A處的速度大小為（用直接測(cè)量的物理量符號(hào)表示）。②他們需要驗(yàn)證的關(guān)系是：鉤碼減小的重力勢(shì)能mgL與（m+M）（用直接測(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)是否相等。【分析】氣墊導(dǎo)軌需調(diào)至水平，細(xì)線必須與氣墊導(dǎo)軌平行，且滑塊必須靜止釋放；本實(shí)驗(yàn)時(shí)通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，來判定鉤碼重力勢(shì)能的減少量與系統(tǒng)動(dòng)能增加量的關(guān)系，不需要滑塊的質(zhì)量必須遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量；由于遮光條通過光電門的時(shí)間極短因此可以利用平均速度來代替其瞬時(shí)速度，列出動(dòng)能表達(dá)式?！窘獯稹拷猓海?）ABC.因氣墊導(dǎo)軌需調(diào)至水平，細(xì)線必須與氣墊導(dǎo)軌平行，且滑塊必須靜止釋放，故BC正確，A錯(cuò)誤；D.本實(shí)驗(yàn)時(shí)通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，來判定鉤碼重力勢(shì)能的減少量與系統(tǒng)動(dòng)能增加量的關(guān)系，不需要滑塊的質(zhì)量必須遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量，故D錯(cuò)誤。（2）①由于遮光條通過光電門的時(shí)間極短因此可以利用平均速度來代替其瞬時(shí)速度，因此滑塊經(jīng)過光電門的瞬時(shí)速度為v＝②由原理可知是與系統(tǒng)的動(dòng)能Ek＝＝（m+M）故答案為：（1）B，C；（2），（m+M）【點(diǎn)評(píng)】本題考查機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)，需對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和操作流程熟練掌握，關(guān)鍵在于如何求得速度，時(shí)間極短時(shí)可以利用平均速度來代替其瞬時(shí)速度。實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律知識(shí)點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律一、實(shí)驗(yàn)思路機(jī)械能守恒的前提是“只有重力或彈力做功”，因此研究過程一定要滿足這一條件.本節(jié)實(shí)驗(yàn)我們以只有重力做功的過程進(jìn)行研究.二、物理量的測(cè)量及數(shù)據(jù)分析只有重力做功時(shí)，只發(fā)生重力勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化.(1)要驗(yàn)證的表達(dá)式：eq\f(1,2)mv22＋mgh2＝eq\f(1,2)mv12＋mgh1或：eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12＝mgh1－mgh2.(2)所需測(cè)量的物理量：物體所處兩位置之間的高度差，及物體的運(yùn)動(dòng)速度.三、參考案例案例1研究自由下落物體的機(jī)械能1.實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)(帶鐵夾)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、重物(帶夾子)、紙帶、復(fù)寫紙(或墨粉盤)、導(dǎo)線、毫米刻度尺、交流電源.2.實(shí)驗(yàn)步驟(1)安裝電源連接好.圖(2)打紙帶：在紙帶的一端把重物用夾子固定好，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，用手豎直提起紙帶使重物?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近.先接通電源后釋放紙帶，讓重物拉著紙帶自由下落.重復(fù)幾次，得到3～5條打好點(diǎn)的紙帶.(3)選紙帶并測(cè)量：選擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，確定要研究的開始和結(jié)束的位置，測(cè)量?jī)晌恢弥g的距離Δh及兩位置時(shí)的速度，代入表達(dá)式進(jìn)行驗(yàn)證.3.數(shù)據(jù)處理(1)計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度：如圖乙所示，根據(jù)公式vn＝eq\f(hn＋1－h(huán)n－1,2T)，計(jì)算出某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度vn.(2)機(jī)械能守恒定律的驗(yàn)證方法一：利用起始點(diǎn)和第n點(diǎn).選擇開始的兩點(diǎn)間距接近2mm的一條紙帶，打的第一個(gè)點(diǎn)為起始點(diǎn)，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)mghn＝eq\f(1,2)mvn2，則機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證.方法二：任取兩點(diǎn)A、B.如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)mghAB＝eq\f(1,2)mvB2－eq\f(1,2)mvA2，則機(jī)械守恒定律得到驗(yàn)證.方法三：圖像法(如圖所示).圖若在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)圖線是一條過原點(diǎn)且斜率為g的直線，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.4.誤差分析本實(shí)驗(yàn)的誤差主要是由紙帶測(cè)量產(chǎn)生的偶然誤差以及重物和紙帶運(yùn)動(dòng)中的空氣阻力及打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦阻力引起的系統(tǒng)誤差.5.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝時(shí)，要使兩限位孔的中線在同一豎直線上，以減小摩擦阻力.(2)應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物.增大密度可以減小體積，可使空氣阻力的影響相對(duì)減小.(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后再松開紙帶讓重物下落.(4)本實(shí)驗(yàn)中的幾種驗(yàn)證方法均不需要(填“需要”或“不需要”)測(cè)重物的質(zhì)量m.(5)速度不能用v＝gt或v＝eq\r(2gh)計(jì)算，應(yīng)根據(jù)紙帶上測(cè)得的數(shù)據(jù)，利用vn＝eq\f(hn＋1－h(huán)n－1,2T)計(jì)算瞬時(shí)速度.案例2研究沿斜面下滑物體的機(jī)械能1.實(shí)驗(yàn)器材氣墊導(dǎo)軌、數(shù)字計(jì)時(shí)器、帶有遮光條的滑塊.2.實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，把氣墊導(dǎo)軌調(diào)成傾斜狀態(tài)，滑塊沿傾斜的氣墊導(dǎo)軌下滑時(shí)，忽略空氣阻力，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增大.圖3.實(shí)驗(yàn)測(cè)量及數(shù)據(jù)處理(1)測(cè)量?jī)晒怆婇T之間的高度差Δh；(2)滑塊經(jīng)過兩光電門時(shí)遮光條遮光時(shí)間Δt1和Δt2，計(jì)算滑塊經(jīng)過兩光電門時(shí)的瞬時(shí)速度.若遮光條的寬度為ΔL，則滑塊經(jīng)過兩光電門時(shí)的速度分別為v1＝eq\f(ΔL,Δt1)，v2＝eq\f(ΔL,Δt2)；(3)若在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)滿足mgΔh＝eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.4.誤差分析兩光電門之間的距離稍大一些，可以減小誤差；遮光條的寬度越小，誤差越小.例題精練1．（2020秋?秦淮區(qū)校級(jí)月考）如圖是“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的裝置，氣墊導(dǎo)軌上安裝了1、2兩個(gè)光電門，滑塊上固定一豎直遮光條，滑塊用細(xì)線繞過定滑輪與鉤碼相連，細(xì)線與導(dǎo)軌平行。在調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平時(shí)，滑塊不掛鉤碼和細(xì)線，接通氣源后，給滑塊一個(gè)初速度，使它從軌道右端向左運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)滑塊通過光電門1的時(shí)間大于通過光電門2的時(shí)間。為使氣墊導(dǎo)軌水平，可采取的措施是（）A．調(diào)節(jié)P使軌道左端升高一些 B．調(diào)節(jié)P使軌道左端降低一些 C．遮光條的寬度應(yīng)適當(dāng)大一些 D．滑塊的質(zhì)量增大一些【分析】依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，結(jié)合氣墊導(dǎo)軌裝置的特點(diǎn)，緊扣滑塊通過光電門1的時(shí)間大于通過光電門2的時(shí)間，即可正確解答?！窘獯稹拷猓篈B、不掛鉤碼和細(xì)線，接通氣源，滑塊從軌道右端向左運(yùn)動(dòng)的過程中，發(fā)現(xiàn)滑塊通過光電門1的時(shí)間大于通過光電門2的時(shí)間，說明滑塊做加速運(yùn)動(dòng)，也就是右端高，左端低，所以實(shí)施下列措施能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)調(diào)整目標(biāo)的是調(diào)節(jié)P使軌道右端降低一些，也可使左端升高一些，或調(diào)節(jié)Q使軌道左端升高一些，故A正確，B錯(cuò)誤；CD、因滑塊通過光電門1的時(shí)間大于通過光電門2的時(shí)間，說明滑塊在加速運(yùn)動(dòng)，可以調(diào)節(jié)P使軌道左端升高一些，讓導(dǎo)軌處于水平狀態(tài)，遮光條的寬度和滑塊質(zhì)量的調(diào)節(jié)無法使導(dǎo)軌水平，故CD錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】了解光電門測(cè)量瞬時(shí)速度的原理．處理實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要找出實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理我們可以尋找需要測(cè)量的物理量和需要注意的事項(xiàng)．2．（2019春?青羊區(qū)期末）下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)相關(guān)操作的說法正確的有（）A．某同學(xué)在做《探究動(dòng)能定理》的實(shí)驗(yàn)時(shí)認(rèn)為，因要測(cè)量的是橡皮筋對(duì)小車做功后的動(dòng)能大小，所以要先釋放小車，后接通電源 B．在“利用斜槽上滾下的小球探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)中，入射小球每次都必須從斜槽上同一位置由靜止滑下 C．在利用圖所示裝置“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以利用公式來求瞬時(shí)速度 D．在利用圖所示裝置“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)動(dòng)能增加量△Ek總是小于重力勢(shì)能減少量△EP減，若增加下落高度，則△EP減﹣△Ek會(huì)增大【分析】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用方法，在任何情況下應(yīng)該先接通電源后釋放紙帶；在“探究碰撞中的不變量時(shí)”，為了使入射小球每次都以相同的速度與被碰小球相撞，入射小球必須從同一位置由靜止釋放；在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，求速度應(yīng)用，△EP減和△Ek的差值為物體克服重力所做的功【解答】解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用方法，先接通電源后釋放紙帶；故A錯(cuò)；（2）在“探究碰撞中的不變量時(shí)”，入射小球每次都以相同的速度與被碰小球碰撞，所以要求被碰小球必須從同一位置由靜止釋放；故B正確；（3）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)?zāi)康臅r(shí)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，瞬時(shí)速度的求法只能用某段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度來求解，即來求解，故C錯(cuò)誤；（4）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒”實(shí)驗(yàn)中，由于重物下落要克服空氣阻力和紙帶與限位孔的摩擦阻力做功，所以重力勢(shì)能減少量大于動(dòng)能增加量，△EP減﹣△Ek為克服阻力做功，由于紙帶長(zhǎng)度一定，克服阻力做功為定值，故D錯(cuò)誤；故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】正確解答實(shí)驗(yàn)問題的前提是明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)分析問題，可以取得很好的效果。隨堂練習(xí)1．（2018春?巢湖市校級(jí)期末）在利用重物自由下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生誤差的主要原因是（）A．重物下落的實(shí)際高度大于測(cè)量值 B．重物下落的實(shí)際高度小于測(cè)量值 C．重物實(shí)際末速度v大于gt（g為重力加速度，t為下落時(shí)間） D．重物實(shí)際末速度v小于gt【分析】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的主要原因是：存在空氣阻力或者限位孔和紙帶之間存在摩擦．【解答】解：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的主要原因是：存在空氣阻力或者限位孔和紙帶之間存在摩擦，使得加速度小于重力加速度，則實(shí)際的速度v小于gt。故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】解答實(shí)驗(yàn)問題的關(guān)鍵是正確理解實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法，正確利用所學(xué)物理規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問題．2．（2018春?巢湖市校級(jí)期末）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上，使紙帶通過時(shí)受到較大阻力，這樣會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果（）A．mgh＞ B．mgh＜ C．mgh＝ D．以上均有可能【分析】如果阻力較大，物體要克服阻力做功，重力勢(shì)能不能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能?！窘獯稹拷猓喝绻枇^大，物體需要克服阻力做功，重力勢(shì)能不能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，因此會(huì)出現(xiàn)的結(jié)果。故A正確、BCD錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】驗(yàn)證機(jī)械能守恒是中學(xué)階段的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，要從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)來理解實(shí)驗(yàn)同時(shí)注意平時(shí)加強(qiáng)練習(xí)。綜合練習(xí)一．選擇題（共10小題）1．（2020春?鹽城期末）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，下列操作對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有利的是（）A．精確測(cè)量出重物的質(zhì)量 B．選擇體積大、質(zhì)量小的重物 C．兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)上下對(duì)正 D．用手托穩(wěn)重物，接通電源后，撒手釋放重物【分析】明確實(shí)驗(yàn)原理，知道實(shí)驗(yàn)的基本操作方法，從而即可判定。【解答】解：A、因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、mv2的大小關(guān)系，故m可約去，不需要測(cè)量重錘的質(zhì)量，對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差沒有影響，故A錯(cuò)誤；B、實(shí)驗(yàn)供選擇的重物應(yīng)該相對(duì)質(zhì)量較大、體積較小的物體，這樣能減少摩擦阻力的影響，從而減小實(shí)驗(yàn)誤差，故B錯(cuò)誤；C、為了減小紙帶與限位孔之間的摩擦圖甲中兩限位孔必須在同一豎直線，這樣可以減小紙帶與限位孔的摩擦，從而減小實(shí)驗(yàn)誤差，故C正確；D、實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源再放手松開紙帶，不是用手托穩(wěn)重物，否則會(huì)增大實(shí)驗(yàn)誤差，故D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】考查驗(yàn)證機(jī)械能守恒的原理，掌握實(shí)驗(yàn)操作要求，及注意事項(xiàng)，同時(shí)理解機(jī)械能守恒的條件。2．（2019?湖南學(xué)業(yè)考試）某同學(xué)用如圖所示的裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（）A．應(yīng)先釋放紙帶，再接通電源 B．必須測(cè)量重物的質(zhì)量 C．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是直流電源 D．實(shí)驗(yàn)時(shí)，因存在阻力，所以重物減少的重力勢(shì)能略大于增加的動(dòng)能【分析】因?yàn)椴恍枰乐匚镌谀滁c(diǎn)動(dòng)能和勢(shì)能的具體數(shù)值，所以不必測(cè)量重物的質(zhì)量m，而只需驗(yàn)證vn2＝ghn就行了；根據(jù)能量守恒分析重力勢(shì)能的減小量和動(dòng)能增加量之間的關(guān)系；依據(jù)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用交流電源，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源?！窘獯稹拷猓篈、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，故A錯(cuò)誤；B、該實(shí)驗(yàn)中需驗(yàn)證mgh與mv2是否相等，即公式gh＝v2是否成立，故不需要測(cè)量重物的質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；C、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是低壓交流電源，故C錯(cuò)誤；D、實(shí)驗(yàn)中存在阻力，由于阻力做的負(fù)功，致使少部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即重物減少的重力勢(shì)能略大于增加的動(dòng)能，故D正確。故選：D。【點(diǎn)評(píng)】考查打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源，在該實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量重物的質(zhì)量，為了高效的利用紙帶應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶。注意打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以測(cè)量重物下落的時(shí)間。3．（2019?嘉興模擬）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．某同學(xué)使重錘自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，該同學(xué)選取一條紙帶如圖2所示紙帶上O點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度為零，為了驗(yàn)證OF段機(jī)械能守恒，計(jì)算F點(diǎn)速度vF時(shí)，下列方法正確的是（）A．測(cè)量OF的間距xOF，再利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式vF＝計(jì)算 B．測(cè)量OF的間距xOF，再利用功能關(guān)系mgxOF＝計(jì)算 C．已知O點(diǎn)到F點(diǎn)的時(shí)間tOF＝0.12s，再利用公式vF＝gtOF計(jì)算 D．已知E點(diǎn)到G點(diǎn)時(shí)間tEG＝0.04s，測(cè)量EG的間距xEG，再利用公式vF＝計(jì)算【分析】在驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)，求某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度．【解答】解：A、不能用vF＝計(jì)算，因?yàn)榧铀俣炔坏扔趃，故A錯(cuò)誤；B、不能用mgxOF＝計(jì)算，因?yàn)榧铀俣炔坏扔趃，故B錯(cuò)誤；C、利用公式vF＝gtOF計(jì)算，因?yàn)榧铀俣炔坏扔趃，故C錯(cuò)誤；D、利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的中間時(shí)刻的速度等于平均速度計(jì)算，故D正確．故選：D．【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理判斷出實(shí)驗(yàn)器材和注意事項(xiàng)，明確實(shí)驗(yàn)步驟即可．4．（2018春?尋甸縣校級(jí)期末）在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是（）A．先釋放紙帶，后接通電源 B．用天平測(cè)量重物質(zhì)量，用秒表測(cè)量重物下落時(shí)間 C．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必須使用交流電源，豎直安裝，使兩限位孔在同一豎直線上 D．重物動(dòng)能的增加量一定大于重力勢(shì)能的減小量【分析】正確解答本題需要掌握：理解該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，需要測(cè)量的數(shù)據(jù)等；明確打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用；理解實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)以及如何進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；對(duì)于任何實(shí)驗(yàn)注意從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚?！窘獯稹拷猓篈、開始記錄時(shí)，應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器的電源，由于重物運(yùn)動(dòng)較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差，故A錯(cuò)誤；B、我們可以通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)算時(shí)間，不需要秒表，同時(shí)等式兩邊均有質(zhì)量，可以約去，不必須測(cè)量質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；C、為了防止摩擦力增大，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必須豎直安裝，使兩限位孔在同一豎直線上；故C正確；D、由于摩擦力和空氣阻力的作用，重物動(dòng)能的增加量一定小于重力勢(shì)能的減小量；故D錯(cuò)誤。故選：C。【點(diǎn)評(píng)】本題考查驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)要從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)去理解，要親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，深刻體會(huì)實(shí)驗(yàn)的具體操作，不能單憑記憶去理解實(shí)驗(yàn)。5．（2018?南通模擬）用圖示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，由于電火花計(jì)時(shí)器兩限位孔不在同一豎直線上，使紙帶通過時(shí)受到較大的阻力，這樣實(shí)驗(yàn)造成的結(jié)果是（）A．重力勢(shì)能的減小量明顯大于動(dòng)能的增加量 B．重力勢(shì)能的減小量明顯小于動(dòng)能的增加量 C．重力勢(shì)能的減小量等于動(dòng)能的增加量 D．以上幾種情況都有可能【分析】重物帶動(dòng)紙帶下落過程中，除了重力還受到較大的阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度，由于阻力做功，重力勢(shì)能減小除了轉(zhuǎn)化給了動(dòng)能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能?！窘獯稹拷猓褐匚飵?dòng)紙帶下落過程中，除了重力還受到較大的阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度，由于阻力做功，重力勢(shì)能減小除了轉(zhuǎn)化給了動(dòng)能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能。由于紙帶通過時(shí)受到較大的阻力，重力勢(shì)能有相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，所以重力勢(shì)能的減小量明顯大于動(dòng)能的增加量，故A正確，