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第70节 验证机械能守恒定律
1.2016年卷26.（3分）在“用DIS研究机械能守恒定律”的实验中，用到的传感器是 传感器。若摆锤直径的测量值大于其真实值会造成摆锤动能的测量值偏 。（选填：“大”或“小”）。
【答案】光电门；大
【解析】在实验中，摆锤的速度通过光电门进行测量，测量的速度是通过小球直径d与挡光时间的比值进行计算，为：v?d，当摆锤直径测量值大于真实值时，小球直径d会变大，导致计算出的?t小球速度变大，故小球动能也会变大。
2.2017年天津卷9.（2）如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。
①对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是______________。 A．重物选用质量和密度较大的金属锤 B．两限位孔在同一竖直面上下对正 C．精确测量出重物的质量
D．用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物
②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上，按
正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有____________。 A．OA、AD和EG的长度 B．OC、BC和CD的长度 C．BD、CF和EG的长度 C．AC、BD和EG的长度 【答案】①AB； ②BC。
【解析】①重物选用质量和密度较大的金属锤，减小空气阻力，以减小误差，故A正确；两限位孔在同一竖直面上下对正，减小纸带和打点计时器之间的阻力，以减小误差，故B正确；验证机械能守恒定律的原理是：mgh?O A B C D E F G 打点 接电源 计时器 限位孔
铁架台 重锤 纸带
1212mv2?mv1，重物质量可以消去，无需精确测量出重物的质量，故C22错误；用手拉稳纸带，而不是托住重物，接通电源后，撒手释放纸带，故D错误。
②由EG的长度长度可求出打F点的速度v2，打O点的速度v1=0，但求不出OF之间的距离h，故A错误；由BC和CD的长度长度可求出打C点的速度v2，打O点的速度v1=0，有OC之间的距离h，可以来验证机械能守恒定律，故B正确；由BD和EG的长度可分别求出打C点的速度v1和打F点的速度v2，有CF之间的距离h，可以来验证机械能守恒定律，故C正确；AC、BD和EG的长度可分别求
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出BCF三点的速度，但BC、CF、BF之间的距离都无法求出，无法验证机械能守恒定律，故D错误。 3.2013年卷
11．某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地重力加速度为g=9.80m/s。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图（b）所示。纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点
纸带重物图(a)
2
打点计时器 O A 70.99cm 78.57cm 86.59cm B C A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值。回答下列问题（计算结果保留3位有效数字）
图(b)
（1）打点计时器打B点时，重物速度的大小vB= m/s;
（2）通过分析该同学测量的实验数据，他的实验结果是否验证了机械能守恒定律？简要说明分析的依据。
答案：（1）3.90（2）vB/2=7.61(m/s)，因为mvB/2≈mghB，近似验证机械能守恒定律 解析：（1）由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知vB?50Hz可知T=0.02s，代入其他数据可解得vB=3.90m/s.
（2）本实验是利用自由落体运动验证机械能守恒定律，只要在误差允许围，重物重力势能的减少
2
2
2
hC?hA，由电源频率为2T12等于其动能的增加，即可验证机械能守恒定律。选B点分析，由于mvB?7.61m,mghB?7.857m，
2故该同学的实验结果近似验证了机械能守恒定律。
4.2015年理综卷21.（10分）甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验 （1）图1中A、B、C、D、E表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材_______；乙同学需在图中选用的器材_________。（用字母表示） （2）乙同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如
① 34 ② .下载可编辑. 小车
E
A B C D
29 30 31 32 33 35 36 37 38 cm 28 29 30 31 32 33 34 35 36 cm ..
图2所示的两条纸带①和②。纸带__________的加速度大（填①或者②），其加速度大小为____________。
答案：（1）AB；BDE （2）①； (2.5±0.2)m/s
解析：（1）验证“机械能守恒定律”实验，需要在竖直面打出一条重锤下落的纸带，即可验证，故选仪器AB；“探究加速度与力、质量的关系”实验需要钩码拉动小车打出一条纸带，故选BDE。 （2）纸带①中前三个点的位移差为Δx1=(32.40-30.70)-(30.70-29.10)=0.1cm 纸带②中前三个点的位移差为Δx2=(31.65-29.00)-(29.00-27.40)=0.05cm
2
0.1?10?2根据逐差法?x?aT可得纸带①的加速度比②大，大小为a?2?m/s2?2.5m/s2。2T0.22?x5.2011年卷
14．现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t。用d表示A点到导轨低端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A，B两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图； （1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为 。动能的增加量可表示为 。若在运动过程中机械能守恒，
A 遮光片 M 光电门 B C 11与s的关系式为= ________. t2t2m 图1 (2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：
1 0.600 8.22 1.48 2 0.800 7.17 1.95 3 1.000 6.44 2.41 4 1.200 5.85 2.92 5 1.400 5.43 3.39 s(m) t(ms） 1/t(10s) 以s为横坐标，
24-21为纵坐标，在答题卡上对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根t24-1
-2
据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k= ×10m·s (保留3位有效数字)。 由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出
1?s直线的斜率k0，将k和k0进行比较，若其差值在2t.下载可编辑.
2011_2018年高考物理试题(卷)分类汇编070.验证机械能守恒定律
