专题25验证机械能守恒定律（测）【满分：110分时间：90分钟】实验题（共10小题，每题11分）1．如图所示为利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验装置。①安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图所示（其中一段纸带图中未画出）。图中O点为打出的起始点，且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点。其中测出D、E、F点距起始点O的距离如图所示。已知打点计时器打点周期为T=0.02s。由此可计算出物体下落到E点时的瞬时速度vE=______m/s（结果保留三位有效数字）。②若已知当地重力加速度为g，代入图3中所测的数据进行计算，并将与进行比较（用题中所给字母表示），即可在误差范围内验证，从O点到E点的过程中机械能是否守恒。③某同学进行数据处理时不慎将纸带前半部分损坏，找不到打出的起始点O了，如图所示。于是他利用剩余的纸带进行如下的测量：以A点为起点，测量各点到A点的距离h，计算出物体下落到各点的速度v，并作出v2-h图像。图5中给出了a、b、c三条直线，他作出的图像应该是直线_________；由图像得出，A点到起始点O的距离为_________cm（结果保留三位有效数字）。BCDEAFG④某同学在家里做“验证机械能守恒定律”的实验，他设计的实验装置如图6所示，用细线的一端系住一个较重的小铁锁（可看成质点），另一端缠系在一支笔上，将笔放在水平桌面的边上，用较重的书压住。将铁锁拉至与桌面等高处（细线拉直），然后自由释放。在笔的正下方某合适位置放一小刀，铁锁经过时，细线立即被割断，铁锁继续向前运动，落在水平地面上。测得水平桌面高度为h，笔到铁锁的距离为l，笔到铁锁落地的水平距离为s。若满足s2=___________（用l、h表示），即可验证铁锁从释放至运动到笔的正下方的过程中机械能守恒。【答案】①3.04②gh2③a10.0④4l（h-l）【名师点睛】解决本题的关键掌握实验的原理，会通过原理确定测量的物理量．以及掌握纸带的处理，会通过纸带求解瞬时速度，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出E点的瞬时速度。s小刀lh铁锁2．为了验证机械能守恒定律，同学们设计了如图甲所示的实验装置：（1）实验时，该同学进行了如下操作：①将质量分别为M1和M2的重物A、B（A的含挡光片、B的含挂钩）用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出_________（填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”）到光电门中心的竖直距离h．如果系统（重物A、B）的机械能守恒，应满足的关系式为（已知重力加速度为g，经过光电门的时间为，挡光片的宽度d以及M1和M2和h）．（2）实验进行过程中，有同学对装置改进，如图乙所示，同时在B的下面挂上质量为m的钩码，让M1=M2=m,经过光电门的速度用v表示，距离用h表示，若机械能守恒，则有.（已知重力加速度为g）【答案】⑴①挡光片中心；②；⑵（2）若机械能守恒，则（2m-m）gh=×3mv2，解得：【名师点睛】解决本题的关键知道实验的原理，知道误差产生的原因；明确验证机械能守恒定律的实验方法，根据系统机械能守恒，得出系统重力势能的减小量和系统动能的增加量，根据极短时间内的平均速度表示瞬时速度求出系统末动能；此题难度适中。3．如图13甲所示为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题。（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的一个器材是______（2分）A．螺旋测微器B．秒表C．多用电表D．交流电源（2）下面列举了该实验的几个操作步骤中，其中操作不当的一个步骤是____（2分）A．用天平测出重锤的质量B．按照图示的装置安装器件C．先释放纸带，后接通电源D．测量纸带上某些点间的距离（3）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。根据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图13乙所示。使用交流电的频率为f，则计算重锤下落的加速度的表达式a＝_______（2分）（用x1、x2、x3、x4及f表示）图13乙【答案】（1）AD（2）B（3）纸带与打点计时器之间有摩擦以及空气阻力；用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差；计算势能变化...
