實驗七驗證機械能守恒定律

1.在“驗證機械能守恒定律”實驗中.小王用如圖甲所示的裝置.，讓重物從靜止開始下落，打出一條清晰的紙

帶，其中的一部分如圖乙所示。。點是打下的第一個點，A、6、C和。為另外4個連續打下的點。

單位

牛甲甲叫1叫甲中呷,叫甲|“1呷，叫"I呷甲甲H叫1甲甲口叫川叫1甲甲甲甲11叫1甲1川|1

01cm23193021222324252r>2728293031323334

甲乙

（1）為了減小實驗誤差，對體積和形狀相同的重物，實驗時選擇密度大的理由是

（2）已知交流電頻率為50Hz,重物質量為200g,當地重力加速度g=9.80m/s2,則從。點到。點，重物的重力

勢能變化量的絕對值IAEpI=J、C點的動能反0=J（計算結果均保留3位有效數字）。

（3）比較￡c與IA￡PI的大小，出現這一結果的原因可能是（填選項前字母）“

A.工作電壓偏離B.存在空氣阻力和摩擦力C.接通電源前釋放了紙帶

2.（2024,山西運城統考）某同學用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。滑塊和遮光條的總質量為M,槽碼

共有6個，每個槽碼的質量均為，兒

光電門2光電門1

..氣墊導軌力\滑塊遮光條

定

輪二

I/

調節旋鈕P調節旋鈕Q

槽科L

甲

（1）先用游標卡尺測量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d=mmc

012cm

勺件用小甲m曲丫1

01020

乙

（2）實驗開始前要調整氣墊導軌水平，不掛槽碼和細線，接通氣源，輕推滑塊使其從軌道右端向左端運動，如果

發現遮光條通過光電門2的時間小于通過光電門1的時間，則可調節旋鈕。使軌道左端（選填“升高”

或“降低”）一些，直到再次輕推滑塊使其從軌道右端向左端運動，遮光條通過光電門2的時間等于通過光電門

1的時間。

（3）取走光電門1,細線.上懸掛6個槽碼，讓滑塊從氣墊導軌上4點（圖中未標出）由靜止釋放，記錄滑塊通過

光電門2時，遮光條擋光時間，測出A點到光電門2的距離為.1,若式子（用給出的物理量

符號表示）成立，則機械能守恒定律得到驗證。

3.利用如圖甲所示的裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。已知打點計時器打點周期7=0.02s,重力加速度為

g。

甲

<1）甲同學實驗時進行了如下操作，其中正確的是（選填選項前的字母）。

A.需使用天平測出重物的質量

B.安裝打點計時器盡量使兩個限位孔在同一豎直線上

C.重復操作時盡量讓重錘從同一位置開始下落

D.測量紙帶上某點A到第一個點間的距離h,利用n=/礪計算A點的速度

（2）甲同學從打出的紙帶中選出符合要求的一條紙帶，如圖乙所示（其中一段紙帶圖中未畫出）。圖中。點為

打出的起始點，且速度為零。選取在紙帶上連續打出的點4、8、C、D、E、尸作為計數點。測出C、。、E點距

起始點O的距離分別為加、歷、〃3,由此可計算出打點計時器打下D點時重物下落的瞬時速度m/s

（結果保留3位有效數字）。用，〃表示重物的質量，在誤差允許的范圍內，若滿足表達式〃遭“2=，則可認

為重物下落過程中機械能守恒（用給出的已知物理量的符號表示）。

ABCDE

???>>??????/

兒=15.55cm

A2=19.20cm

A-t=23.23cm

乙

（3）乙同學想用圖像法處理數據。他在紙帶上選取多個計數點，測量它們到起始點。的距離從計算對應計數點

的重物速度也進而描繪出圖像。請你幫他分析確定判斷的依據：要想說明機械能是守恒的，則圖線應該是一

條過原點的直線，且斜率等于。

4.（2024?九,就者白林）某同學設訂?實驗驗證機械能守恒定律，裝置如圖（u）所示。質量為〃/、直徑為〃的小

球固定于釋放裝置上，在小球正下方固定四個光電門，調節各光電門的中心，使其與小球的球心均在同一豎直線

上。由靜止釋放小球，記錄小球通過每個光電門的擋光時間，重力加速度為外

胃蘭釋放點

I

I

圖(a)圖(b)

（I）若測得某光電門的中心與釋放點的豎直距離為h,小球通過此光電門的擋光時間為加，則小球從釋放點下落

至此光電門中心時的動能增加量AEk=，重力勢能減小量AEp=（用題中字母表示）；

（2）根據實驗數據，作出AEk-AEp的圖像，如圖（b）所示，若圖中虛線的斜率攵七,則可驗證機械能守

恒定律；

（3）經過多次重復實驗，發現小球經過第三個光電門時，△員總是大于△廊，下列原因中可能的是。

A.第三個光電門的中心與釋放點的豎直距離測量值偏大

B.第三個光電門的中心偏離小球下落時球心所在的豎直線

C.小球下落過程中受到空氣阻力的作用

5.為了驗證物體沿光滑斜面下滑的過程中機械能守恒，某學習小組用如圖甲所示的氣墊導軌裝置（包括導軌、氣

源、光電門、滑塊、遮光條、數字亳秒計）進行實驗。此外可使用的實驗器材還有：天平、游標卡尺、刻度尺。

（1）某同學設計了如下的實臉步驟，其中不必要的步驟是；

①在導軌上選擇兩個適當的位置入、8安裝光電門1、【【，并連接數字亳秒計；

②用天平測量滑塊和遮光條的總質量〃?；

③用游標卡尺測量遮光條的寬度出

④通過導軌上的標尺測出A、B之間H勺距離/；

⑤調整好氣墊導軌的傾斜狀態；

⑥將滑塊從光電門I左側某處，由靜止開始釋放，從數字亳秒計讀出滑塊通過光電門I、II的時間△。、加2；

⑦用刻度尺分別測量4、B點到水平桌面的高度兒、/”；

⑧改變氣墊導軌傾斜程度，重復步驟⑤⑥⑦，完成多次測量。

（2）用游標卡尺測量遮光條的寬度d時，游標卡尺的示數如圖乙所示，則4=mm：某次實驗中，測得

A/,=11.60ms,則滑塊通過光電門I的瞬時速度也=m/s（保留3位有效數字）；

023主尺

Illi1J111111111111I||||1111|(cm)

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