高中物理人教版 (2019)必修 第二册5 实验：验证机械能守恒定律课时练习

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1.在验证机械能守恒定律实验中,纸带将被释放瞬间的四种情况如图所示,其中最合适的是( )

答案:D
解析:开始释放时,重锤要靠近打点计时器,纸带应保持竖直方向,选项D正确。
2.在验证机械能守恒定律的实验中,已知打点计时器打点时间间隔为T,某一组同学得到了一条如图所示的纸带,在填写实验报告时,甲、乙两位同学选择了不同的数据处理方法:
甲同学测出了C点到第一点O的距离hOC,利用=2ghOC计算得到了C点的速度,然后验证mghOC与是否相等。
乙同学测出了A、B、C、D各点到第一点O的距离hOA、hOB、hOC、hOD,利用vB=,vC=计算B、C点的速度,然后验证了mg(hOC-hOB)与是否相等。
请你对甲、乙两位同学的做法逐一分析,并对其不合理之处提出完善的解决方法。
答案:见解析
解析:本题主要考查学生对验证机械能守恒定律实验原理的理解。甲同学选择从O到C段验证机械能守恒,计算C点的速度用=2ghOC,犯了用机械能守恒定律去验证机械能守恒的错误。计算vC可以选择vC=。乙同学选择了从B到C段验证机械能守恒,由于B、C较近造成误差偏大,选择BD段相对较为合适。
3.某同学设计出如图所示验证机械能守恒定律的实验装置,小球用轻质细绳悬挂于O点,在O点正下方固定一刀片,并在水平地面上用重锤记录下O点在水平面的投影,将小球拉至与O等高的水平位置处,绳被拉直,从静止释放小球,当小球到达O点正下方时,刀片割断细绳,小球做平抛运动,记录下小球的落点。
(1)下列物理量中需要测量的是 (填选项前的字母)。
A.细绳的长度l
B.O点到地面的高度h
C.O点在地面的投影到小球落点的水平距离x
D.小球的质量m
(2)利用题(1)中的字母,需要验证的等式是 。
答案:(1)ABC (2)x2=4l(h-l)
解析:若小球运动过程中机械能守恒,则有mgh=mg(h-l)+,化简得x2=4l(h-l),由此式可知,要测量的有细绳的长度l、O点到地面的高度h、O点在地面的投影到小球落点的水平距离x,而小球的质量不需要测量,A、B、C正确。
4.某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,通过实验数据分析,发现本实验存在较大的误差。为此改用如图乙所示的实验装置: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AB之间的距离h,用游标卡尺测得小铁球的直径d(d