人教版高中物理必修二检测：课时训练21实验验证机械能守恒定律 word版含答案4页

课时训练 21　实验:验证机械能守恒定律
题组一　实验原理与步骤
1.(多选)在“验证机械能守恒定律”的实验中,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有(　　)
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,待打点稳定后释放纸带
E.用停表测出重物下落的时间
解析:在“验证机械能守恒定律”的实验中,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 选项多余;对 E 选项,测速度时,用的是纸带上的记录点间的距离和打点计时
器打点的时间间隔,无需用停表测量,因此 E 选项也多余。
答案:AE
2.在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列物理量中要用工具测量的有　　　　,通过计算得
到的有　　　　。
　　　　　　　　　　　　　
A.重锤的质量
B.初始时重锤距地面的高度
C.重锤下落的高度
D.与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度
解析:通过实验原理可知,重锤下落的高度要用毫米刻度尺直接量出,下落这一高度时对应的
速度由中间时刻的瞬时速度等于那一段时间内的平均速度求出,故需用工具测量的是 C,通过
计算得到的是 D。
答案:C　D
3.某同学为验证机械能守恒定律编排了如下实验步骤:
A.用天平称出重物的质量
B.把纸带固定到重物上,并把纸带穿过打点计时器,提升到一定高度
C.拆掉导线,整理仪器
D.断开电源,调整纸带,重做两次
E.用停表测出重物下落的时间
F.用毫米刻度尺测出计数点与起点的距离,记录数据,并计算出结果,得出结论
G.把打点计时器接到低压直流电源上
H.接通电源,释放纸带
I.把打点计时器接到低压交流电源上
J.把打点计时器固定到桌边的铁架台上
上述实验步骤中错误的是　　　　,可有可无的是　　　　,其余正确且必要的步骤按实验操
作顺序排列应是　　　　。(均只需填步骤的代号)
解析:对于物理实验,掌握实验原理和操作方法是最基本的要求。只有掌握了实验原理,才能判
断出实验步骤中哪些是错误的,哪些是正确且必要的。只有亲自动手进行认真的操作,才能将
实验步骤按正确的顺序排列。
上述实验步骤中错误的是 E 和 I,因为实验中不需要测定时间,打点计时器应使用低压交

流电源。可有可无的实验步骤是 A 。其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列是
JGBHDCF。
答案:E、I　A　JGBHDCF
题组二　实验数据处理和注意事项
4.如图是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带。有关尺寸在图中已注明。我
们选中 n 点来验证机械能守恒定律。下面举一些计算 n 点速度的方法,其中正确的是(　　)
①n 点是第 n 个点,则 vn=gnT
②n 点是第 n 个点,则 vn=g(n-1)T
③vn=
④vn=
A.①③ B.①②③
C.③④ D.①③④
解析:速度不能用 v=gt 或 v=计算,因为只要认为加速度为 g,机械能当然守恒,即相当于用机械
守恒定律验证机械能守恒定律。况且用 v=gt 计算出的速度比实际值大,会得出机械能增加的
结论,而因为摩擦阻力的影响,机械能应该减小,所以速度应从纸带上直接测量计算。
答案:C
5.在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为 50 Hz。查得当地的
重力加速度 g=9.80 m/s2,测得所用的重物的质量为 1.00 kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带,
把第 1 个点记为 O 点,另选连续的 4 个点 A、B、C、D 作为测量的点。经测量知道 A、B、
C、D 各点到 O 点的距离分别为 62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm。
(1)根据以上数据可知,重物由 O 点运动到 C 点,重力势能的减少量等于　　　　J,动能的增
加量等于　　　　J。(保留三位有效数字)
(2)实验中产生系统误差的原因主要是　　　　　　　　　　　　　　　　　　,为了减小误
差,悬挂在纸带下的重物的质量应选择　　　　　　　　　。
(3)如果以为纵轴 ,以 h 为横轴 ,根据实验数据绘出的 -h 图线是　　　 ,该线的斜率等
于　...