考点6实验:验证机械能守恒定律1.[2020陕西百校第一次模拟,6分]某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,可提供输出电压为6V的交流电和直流电两种,交流电的频率为50Hz,重锤从高处由静止开始下落,在重锤拖着的纸带上打出一系列的点,对纸带上的点测量并分析,即可验证机械能守恒定律(1)他进行了下面几个操作步骤:A.按照图示的装置安装器件;B.将打点计时器接到电源的“交流输出”上;C.用天平测出重锤的质量;D.先释放纸带,后接通电源,打出一条纸带;E.测量纸带上某些点间的距离;F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.其中操作不当的步骤是,没有必要进行的步骤是.(填选项字母)图甲(2)该同学进行正确操作后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量与分析,如图乙所示.其中O点为起始点,A、B、C、D、E、F为六个计时点.根据纸带上的测量数据分析可知,打B点时重锤的速度为m/s,重锤的加速度为m/s2.(保留3位有效数字)图丙(3)该同学通过计算数据及查阅资料发现,重锤的加速度与当地的重力加速度相差较大,为此他对实验设计进行了改进,用如图丙所示的实验装置来验证机械能守恒定律.通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落,下落过程中经过光电门B时,通过与之相连的毫秒计时器(图中未画出)记录挡光时间t,用毫米刻度尺测出A、B之间的距离h,用游标卡尺测得小铁球的直径d,重力加速度为g.实验前应调整光电门位置使小铁球下落过程中球心通过光电门中的激光束.则小铁球通过光电门时的瞬时速度v=.如果d、t、h、g满足关系式,该实验就可验证机械能守恒定律.2.[2020吉林长春高三质量检测,5分]如图所示为某同学设计的验证机械能守恒定律的实验装置.不可伸长的轻绳上端系于O点,下端连接小球A,B为光电门,量角器C的中心在O点,小球A可绕O点在竖直面内做圆周运动.(1)关于该实验,下列说法正确的是.A.实验中,应选质量大、体积小的小球B.实验中,小球是否由静止释放,不影响实验结果C.实验中,只要细绳是绷紧的,小球无论从何位置静止释放,均可验证机械能守恒定律D.实验中,轻绳偏离竖直方向摆角θ越大(θ<90°),速度测量误差越小(2)若已知小球的质量为m,轻绳的长度为l,小球的直径为d(小球的直径远小于绳长),轻绳偏离竖直方向的摆角为θ,光电门记录小球通过的时间为t,试用上述物理量写出验证机械能守恒定律的表达式:.3.[2019浙江十校适应性考试,5分]“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法.(本实验中取g=9.8m/s2)(1)通过验证12mv2=mgh来验证机械能守恒定律时,对纸带上起点的要求是.(2)若实验中所用重物质量m=1.0kg,打点纸带如图1所示,所用电源频率为50Hz,图中hA=27.94cm,hB=32.79cm,hC=38.02cm.记录B点时,重物动能EkB=.从O点开始下落至B点,重物的重力势能减少量是,因此可得出的结论是.(计算结果保留3位有效数字)图1(3)根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落距离h,则以v22为纵轴,h为横轴,画出的图象应是图2中的.4.[开放题,6分]如图所示,两个质量分别为m1和m2的小物块A和B,分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端,已知m1>m2,现要利用此装置验证机械能守恒定律.(1)若选物块A从静止开始下落的过程进行测量,则需要测量的物理量有.A.物块的质量m1、m2B.物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间C.物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间D.绳子的长度(2)为提高实验结果的准确程度,某小组同学对此实验提出以下建议:A.绳的质量要轻B.在“轻质绳”的前提下,绳子越长越好C.尽量保证物块只沿竖直方向运动,不要摇晃D.两个物块的质量之差要尽可能大以上建议中确实对提高准确程度有作用的是.(3)在处理数据的过程中,A、B物块的势能减小量总是大于A、B物块的动能增加量,导致这一结果的原因除有空气阻力和摩擦阻力外,还有可能的原因是.(4)写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议:.考点6实验:验证机械能守恒定律1.(1)D(1分)C(1分)(2)1.84(1分)9.31(1分)(3)dt(1分)d22t2=gh(1分)解析:(1)实验时应先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带,D操作不当;在处理实验数据时,质量m可约去,不需要用天平测重锤的质量,C操作没有必要.(2)匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于...
