1、限时：45分钟一、单项选择题1利用如图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h，某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，其中最合理的是(D)A用刻度尺测出物体下落高度h，并测出下落时间t，通过vgt计算出瞬时速度vB用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v计算出瞬时速度C根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过h计算出高度hD用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v解析：选项A、B
2、、C中用匀变速直线运动公式求v及h，这样得到的v、h不是实验直接测量数据，不能达到验证机械能守恒定律的目的2在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是(D)A实验中不需要天平和刻度尺B实验时应先放开纸带，再接通电源C打点计时器应接在电压为46 V的直流电源上D测量下落高度时，选取的各点应距起始点适当远一些解析：实验中不需要测量物体的质量，因此不需要天平，但需要测量纸带上计数点之间的距离，因此需要刻度尺，选项A错误；实验时应先接通电源，后放开纸带，选项B错误；打点计时器应接在交流电源上，选项C错误；为减小偶然误差，选取的各点应距起始点适当远一些，选项D正确3在研究重物自由下落过程中机械能
3、守恒的实验中，得到如图所示的一条纸带，该纸带上最初打出的几个点不清楚，纸带上留下的是后面的一些点算出打下B、C两点时重物的速度分别是vB、vC，测得B、C两点间的距离为h，那么验证机械能守恒的表达式可写为(B)Aghvv BghvvCvCvBgT Dvv2gh解析：从B运动到C的过程中，重力势能的减少量为Epmgh，动能的增加量为Ekmvmv，所以验证机械能守恒的表达式为mghmvmv，即ghvv，选项B正确4在利用打点计时器和重物做“验证机械能守恒定律”的实验时，下列说法正确的是(C)A重物的质量必须测出才能完成验证实验B选取纸带时必须挑选第一、二两点间距离接近2 mm的纸带C处理数据时可以
4、避开纸带上初始时较密集的几点，选择后面合适的两点进行测算与验证D利用图像法处理实验数据时，应在坐标系中画出vh图像解析：由“验证机械能守恒定律”的实验原理及数据处理方法可知，选项C正确5在做“验证机械能守恒定律”的实验时，发现重物减少的重力势能总是略大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是(C)A选用的重物质量过大B选用的重物质量过小C空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力D实验时操作不规范，实验数据测量不准确解析：造成题中所述误差的主要原因是来自于各方面的阻力，选项C正确二、多项选择题6在“验证机械能守恒定律”的实验中，有关重物的质量，下列说法中正确的是(AC)A应选用质量较大的重物，使重
5、物和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力B应选用质量较小的重物，使重物的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动C不需要称量重物的质量D必须称量重物的质量，而且要估读到0.01 g解析：本实验的原理是利用重物自由下落验证机械能守恒定律，因此重物的质量应取得大一些，使重物和纸带所受的阻力与重物所受的重力相比可以忽略不计，从而保证重物和纸带做自由落体运动，选项A正确，B错误；重物下落过程中机械能守恒，设重物的质量为m，下落距离h时的速度为v，则有mv2mgh，故有v22gh，分别计算对应的v2和2gh，即可验证机械能守恒定律是否成立，不需要测量重物的质量，故选项C正确，D错误7用自由落体运动“验证机械
6、能守恒定律”，就是看mv是否等于mghn，计数点的编号为0、1、2、n.下列说法中正确的是(AB)A打点计时器打第一个点0时，物体的速度应为零Bhn是计数点n到计数点0的距离Cm为重物的质量，需用天平称量D用vngtn计算vn时，tnnT(T为打点周期)解析：本实验的原理就是利用重物做自由落体运动来验证机械能守恒定律，因此打点计时器所打的第一个点，对应的速度应为零，选项A正确；hn与vn分别表示打第n点时重物下落的高度和对应的瞬时速度，选项B正确；本实验中，不需要测量重物的质量，因为mghmv2中等号两边都有m，可约去，故只要gh成立，机械能守恒定律就被验证了，选项C错误；计算速度时不能用vg
7、t或v，否则就犯了用机械能守恒定律去验证机械能守恒定律的错误，选项D错误8某研究性学习小组做完教材中规定的实验后，又根据所测得的数据用数据处理软件Excel拟合出各种图像假设该小组一切操作均很规范，则下列图像中可能正确的是(其中h表示物体下落的高度，H表示物体离地面的高度)(ABD)解析：当物体下落高度为h时，动能为mv2mgh，得v2h，故选项A正确；设物体开始下落时离地面的高度为H0，当物体下落高度为h时有mv2mghmg(H0H)，得v22gH02gH，故选项B正确；由于阻力的存在，实验中机械能随着下落高度的增加应略有减小，因此gH也随着下落高度的增加而略有减小，选项C错误，D正确三、非
8、选择题9我国舰载飞机在“辽宁舰”上成功着舰后，某课外活动小组对舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感兴趣他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水，制作了如图所示的装置，准备定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系要达到实验目的，需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的_高度(距水平木板的高度)_和在橡皮条阻拦下前进的距离，还必须增加的一种实验器材是_刻度尺_忽略钢球所受的摩擦力和空气阻力，重力加速度已知，根据_机械能守恒(动能)_定律(定理)，可得到钢球被阻拦前的速率解析：本题用实验情景考查机械能守恒定律设钢球释放点距水平木板的高度为h，由机械能守恒定律(或动能定理)得mghmv
9、2v要求钢球被阻拦前的速度v，只要知道h，因此需再加的实验器材是刻度尺，用以测量h.10某实验小组利用如图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？_气源工作后，滑块不挂钩码，静止放在气垫导轨上，如果能处于静止状态说明气垫导轨水平_(2)测得遮光条的宽度d0.50 cm.实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t2.0102 s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为_0.25_m/s.在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、_滑块质量M_和_滑块到光电门的距离L_(文字说明并
10、用相应的字母表示)(3)本实验通过比较_mgL_和(mM)()2在实验误差允许的范围内相等，从而验证了系统的机械能守恒(用测量的物理量符号表示)解析：(1)气源工作后，滑块不挂钩码，静止放在气垫导轨上，如果能处于静止状态说明气垫导轨水平(2)滑块通过光电门的瞬时速度vm/s0.25 m/s.本次实验中还需测量的物理量有钩码的质量m、滑块的质量M、滑块到光电门的距离L.(3)如果系统重力势能的减少量mgL与系统动能的增加量(mM)v2(mM)()2在误差允许的范围内相等，则验证了系统的机械能守恒11用如图所示的实验装置验证质量分别为m1、m2的物体组成的系统机械能守恒物体m2从高处由静止开始下落
11、，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量来验证机械能是否守恒如图所示是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点未画出，计数点间的距离如图所示已知m150 g，m2150 g(g取10 m/s2，结果保留两位有效数字)(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：A按照图示的装置安装器件B将打点计时器接到直流电源上C先释放m2，再接通电源打出一条纸带D测量纸带上某些点间的距离E根据测量的结果，分别计算系统减少的重力势能和增加的动能其中操作不当的步骤是：_BC_(填选项对应的字母)(2)在纸带上打下计数点5时的速度v_2.4_m/s.(3)在打点05过程中系统动
12、能的增量Ek_0.58_J，系统重力势能的减少量Ep_0.60_J，由此得出的结论是_在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒_(4)若某同学作出v2h图像如图所示，写出计算当地重力加速度g的表达式：gv2，并计算出当地的实际重力加速度g_9.7_m/s2.解析：(1)实验过程中，应将打点计时器接到交流电源上，B错误；应先接通电源，待打点计时器工作稳定后再释放m2，C错误(2)在纸带上打下计数点5时的速度为v102 m/s2.4 m/s.(3)Ek(m1m2)v20.58 J，系统重力势能的减少量Ep(m2m1)gh0.60 J，因此可得出：在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机
13、械能守恒(4)因为(m1m2)v2(m2m1)gh，整理得gv2，整理也可得到v2h，所以v2h图像的斜率为g，即 m/s2，解得g9.7 m/s2.12利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图所示(1)实验步骤：将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，将导轨调至水平用游标卡尺测量挡光条的宽度l，结果如图所示，由此读出l_9.30_mm.由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s_60.00(59.9660.04之间均可)_cm.将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2.从数字计时器(实验装置图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门
14、1和光电门2所用的时间t1和t2.用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m.(2)用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式：滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1和v2.当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1(Mm)2和Ek2(Mm)2.在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统重力势能的减少量Ep_mgs_(重力加速度为g)(3)如果Ep_Ek2Ek1_，则可认为验证了机械能守恒定律解析：(1)从游标卡尺和导轨标尺上可直接读出挡光条的宽度和两光电门中心之间的距离(2)由于挡光条宽度很小，因此可以将挡光条通过光电门时的平均速度当作瞬时速度，即由v可求出滑块通过光电门时的瞬时速度，而后根据动能的表达式、重力做功的表达式表示即可