专题8.5 实验：验证机械能守恒定律（练）-2021-2022学年高一物理同步讲练测（人教版2019必修第二册）（解析版）

3.0 envi 2024-12-31 4 4 1.33MB 17 页 3知币

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专题 8.5 实验：验证机械能守恒定律（练）

1．为验证“机械能守恒定律”，阮国锋同学采用了如图甲所示的实验装置，装置中包括两

个定滑轮、细线、A和B两重物（）。当地重力加速度为 g，A、B在运动时均未碰

到地面或滑轮，滑轮已固定，不会晃动。

（1）初始时托住物体 B，A、B保持静止。由静止释放物体 B，B物体在时间 t内高度改变

h。测得两物体质量分别为、．则装置在该过程中重力势能减少量为___________，动

能增加量为___________（结果用题中所给字母表示）。

（2）本实验中，造成系统误差的原因是：___________。

（3）由于实验存在系统误差，重力势能改变量___________动能改变量（选填“>”或“=”

或“<”）。

（4）上述实验装置还可用来粗测当地重力加速度。经过多次实验后，测得图象如图

乙所示，并测得、，则重力加速度 g=___________m/s2（结果保留三位

有效数字）。

【答案】‘‘‘‘ ‘‘‘‘ ‘‘‘‘ 空气阻力（做功）、绳

子与滑轮间有摩擦力（做功）、滑轮有质量、绳子有一定的质量‘‘‘‘ >9.76

【解析】

（1）[1][2]B物体下降 h的同时 A物体上升 h，则 A与B组成的系统重力势能的减少量

A与B都是做初速度为零的匀变速直线运动，B物体在时间内高度改变 h，则

解得

系统动能的增加量

（2）[3]本实验中，造成系统误差的因素除空气阻力外，绳子与两滑轮间的摩擦力、绳子

也有一定的质量，都会影响实验的结果。

（3）[4]由于空气阻力等因素的影响，减少的重力势能将有一部分转化为内能，所以重力

势能改变量会大于动能改变量；

（4）[5]若机械能守恒，则

即

整理得

图像得斜率

由图可知

则

带入数据得

2．在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在 6V、50Hz 的交流电源上，自由

下落的重锤质量为 0.5kg，选出一条理想的纸带如图所示，A、B、C为连续打出的点，取

g=10m/s2，O为始起点，则：

（1）在实验过程中需要用工具进行直接测量的是_____。

A．重锤的质量

B．重力加速度

C．重锤下降的高度

D．重锤的瞬时速度

（2）打点计时器打 B点时，重锤下落的速度 =_____m/s，

（3）从起点 O到打下点 B点的过程中，重锤的重力势能减少量 =_____J，动能的增加

量=_____J。（、均保留三位有效数字）。

（4）数据处理的结果比较合理的应当是 _____（填“大于”“等于”或“小于”）

，其原因是_____。

【答案】‘‘‘‘ C1.00.2510.250小于‘‘‘‘ 存在摩擦阻力和空气阻力

【解析】

（1）[1]实验要验证的关系式是

即

则在实验过程中需要用工具进行直接测量的是重锤下降的高度，故选 C.

（2）[2]B点的瞬时速度为

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