1、实验：验证机械能守恒定律1.关于“验证机械能守恒定律”实验，下列叙述中正确的是()A.必须用天平测出重物的质量B.必须采用直流低压电源C.必须先接通电源，后释放纸带D.必须用停表测出重物下落的时间【解析】选C。由于mv2=mgh，质量抵消掉，不需要测量质量，A错误；打点计时器都是用的交流电源，B错误，实验时必须先接通电源后释放纸带，C正确，由于打点计时器为计时工具，所以不需要测量时间，D错误。2.在“验证机械能守恒定律”实验中不需测量或计算的物理量是()A.下落高度B.瞬时速度C.重物质量D.时间【解析】选C。本实验需要验证的方程是：mgh=mv2，所以需要测量下落的高度h、瞬时速度v，比较m
2、gh、mv2的大小关系，故m可约去，不需要测出重物的质量m。本实验用到打点计时器，测量瞬时速度时，是根据匀变速直线运动推论：一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，需要计算时间，故A、B、D是需要测量或计算的，C是不需要测量的；本题选不需要测量或计算的，故选C。3.在“验证机械能守恒定律”实验中，要验证的是重物重力势能的减少等于它动能的增加，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的是()A.用天平称出重物的质量B.把打点计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来C.把纸带的一端固定到重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重物提升到一定高度D.接通电源，待打点稳
3、定后释放纸带【解析】选A。在“验证机械能守恒定律”实验中，需验证重力势能减少量mgh和动能增加量mv2之间的大小关系，若机械能守恒，则有mgh=mv2成立，两边都有质量，可约去，即验证gh=v2成立即可，故无需测质量，A步骤多余。4.利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量重物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，其中正确的是()A.用刻度尺测出重物下落的高度h，并测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度vB.用刻度尺测出重物下落的高度h，并通过v=计算出瞬时速度vC.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等
4、于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过h=计算出高度hD.用刻度尺测出重物下落的高度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D。重物下落过程中，由于纸带与打点计时器的阻碍作用，其加速度要小于重力加速度g，故不可用A、B、C方案中的公式来求解。5.有4条用打点计时器(所用交流电频率为50 Hz)打出的纸带A、B、C、D，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带，某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为x1、x2、x3。请你根据下列x1、x2、x3的测
5、量结果确定该纸带为(已知当地的重力加速度为9.791 m/s2)()A.61.0 mm65.8 mm70.7 mmB.41.2 mm45.1 mm53.0 mmC.49.6 mm53.5 mm57.3 mmD.60.5 mm61.0 mm60.6 mm【解析】选C。验证机械能守恒通过重锤的自由落体运动实现，所以相邻的0.02 s内的位移增加量为x=gT2=9.7910.022 m=3.9 mm。6.利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图所示,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的小球相连;遮光片两条
6、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点到光电门B处的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动。(1)滑块通过光电门B的瞬时速度可表示为_;(2)某次实验测得倾角=30,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为Ek=_,系统的重力势能减少量可表示为Ep=_,在误差允许的范围内,若Ek=Ep,则可认为系统的机械能守恒。【解析】(1)由于遮光片的宽度b很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度。滑块通过光电门B的速度为vB=。(2)滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量为Ek=(M+m)()2= ;系统的重力势能减少量可表示为Ep=mgd-Mgdsin 30=(m-)gd。答案:(1)(2)(m-)gd
