专题25验证机械能守恒定律（练）1．用如图所示实验装置，验证机械能守恒定律，重物P（含遮光片），Q用跨过轻滑轮的细绳相连，现让P从光电门1的上侧由静止释放，P竖直向下运动，分别测出遮光片经过光电门1和光电门2的时间和，另测得遮光片的宽度为d，两光电门之间的距离为h，已知重力加速度为g（1）实验中还需要测量的物理量有_________________________（填写物理量名称以及表示符号）（2）写出验证机械能守恒定律的等式为______________________________（用以上测得的物理量符号表示）（3）本实验还可以测出重物Q上升的加速度，其大小是_____________________________【答案】（1）重物P的质量和重物Q的质量（2）（3），所以还需要测量重物P的质量和重物Q的质量；Q与P的加速度是相等的，由运动学的公式：所以：【名师点睛】此题为一验证性实验题．要求根据物理规律选择需要测定的物理量，运用实验方法判断系统重力势能的变化量是否与动能的变化量相同是解题的关键2．实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如下图a所示，某组同学在一次实验中，选择DIS以图像方式显示实验的结果，所显示的图像如下图b所示。图像的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能EP、动能EK或机械能E，图b的图像中，表示小球的重力势能EP、动能EK和机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是A．乙、丙、甲B．乙、甲、丙C．甲、乙、丙D．丙、甲、乙【答案】A【名师点睛】本题比较新颖，要注意结合实验的原理进行分析，从而找出符合该实验的原理；根据小球在静止释放后，重力在做正功，重力势能EP不断减少，动能EK不断增加，而重力势能和动能的总量即机械能不变来选择图线。3．如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验。有一直径为d、质量为m的金属小球由A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H（H>>d），光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g。则：⑴如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d=mm。⑵小球经过光电门B时的速度表达式为。⑶多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图象如图丙所示，H丙×××××OH0乙B光电门金属球A接计时器甲当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式：时，可判断小球下落过程中机械能守恒。⑷实验中发现动能增加量△EK总是稍小于重力势能减少量△EP，增加下落高度后，则将（选填“增加”、“减小”或“不变”）。【答案】7．25mm（2）d/t（3）gH0=d2/2t2（4）增大【名师点睛】本题主要考查了验证机械能守恒定律。属于中等难度的题目。本题为创新型实验，要注意通过分析题意明确实验的基本原理才能正确求解。本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度；则根据机械能守恒定律可知，当减小的机械能应等于增大的动能；由原理即可明确注意事项及数据的处理等内容．4．在用重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作得出的纸带如图所示。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地重力加速度g＝9．80m/s2，测得所用的重锤的质量为1．00kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的四个点A、B、C、D作为测量点．经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62．99cm，70．18cm，77．76cm，85．73cm．根据以上数据，可知重物由O点运动到C点时：（1）重力势能的减少量等于________J。（2）动能的增加量等于________J（取三位有效数字）．【答案】（1）7．62（2）7．56【解析】根据测量数据，重物从O点运动到C点下落的高度h＝0．7776m，故重力势能减少量ΔEp＝mgh＝1．00×9．80×0．7776J＝7．62J重物动能的增加量ΔEk＝mvC2－mv02根据实验情况，重物在O点的速度v0＝0，C点的速度vC等于重物从B点到D点这一段时间Δt＝2×s内的平均速度．由实验数据可得vC＝m/s＝3．8875m/s重物的动能增加量ΔEk＝mvC2＝×1．00×3．88752J＝7．56J．【名师点睛】要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．由于纸带通过时受到较大的阻力和重锤受到的空气阻...
