【提高练习】《实验：验证机械能守恒定律》（物理人教必修2）-1

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1、《实验：验证机械能守恒定律》提高练习合肥八中容兰老师1．某同学利用如图所示探究“机械能守恒定律”．实验步骤如下：（1）用游标卡尺测出挡光片的宽度d；（2）按图竖直悬挂好轻质弹簧，将轻质遮光条水平固定在弹簧下端；在铁架台上固定一位置指针，标示出弹簧不挂钩码时遮光条下边缘的位置，并测出此时弹簧长度x0；（3）测量出钩码质量m，用轻质细线在弹簧下方挂上钩码，测量出平衡时弹簧的长度x1，并按图所示将光电门组的中心线调至与遮光条下边缘同一高度，已知当地重力加速度为g，则此弹簧的劲度系数k=_______；（4）用手缓慢地将钩码向上托起，直至遮光条恰好回到弹簧原长标记指针的等高处（保持细线竖直），迅速

2、释放钩码使其无初速下落，光电门组记下遮光条经过的时间Dt，则此时重锤下落的速度=________；（5）弹簧的弹性势能增加量ΔEP=12kx2__________，（用题目所给字母符号表示）；（6）钩码减小的机械能∆E=________；（用题目所给字母符号表示）（7）若∆EP与∆E近似相等时，说明系统的机械能守恒。2．某同学利用图示装置验证以下两个规律：①两物块通过不可伸长的细绳相连接，沿绳方向的分速度大小相等；②系统机械能守恒。P、Q、R三个完全相同的带有遮光片的物块，P、Q用细绳连接，放在水平气垫导轨上，物块R与轻质滑轮连接，放在细绳正中间，三个光电门分别放置于a、b、c处，调整三个

3、光电门的位置，能实现同时被遮光。最初细绳水平，现将三个物块由静止释放。(忽略R上的遮光片到轻质滑轮间的距离)(1)为了能完成实验目的，除了记录P、Q、R的遮光片的遮光时间t1、t2、t3外，还必须测量的物理量有______.A.P、Q、R的质量MB.两个定滑轮间的距离dC.R的遮光片到c的距离HD.遮光片的宽度x(2)根据装置可以分析出P、Q的速度大小相等，则验证表达式为_____________。(3)若要验证物块R沿绳方向分速度与物块P速度大小相等，则验证表达式为______________。(4)若已经当地重力加速度g，则验证系统机械能守恒的表达式为_________________

4、__。3．在“验证机械能守恒定律”的实验中，小倪同学利用传感器设计实验：如图甲所示，将质量为m、直径为d的金属小球在一定高度h由静止释放，小球正下方固定一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外线的时间t，改变小球下落高度h，进行多次重复实验。(1)用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球的直径d =____________mm；(2)在处理数据时，计算小球下落h高度时速度v的表达式为_________________；(3)为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，小菲同学不知道应该画哪一个图象比较好，你认为呢？______________A．h-t图象   B．h-1t图象    C．h

5、-t2图象    D．h-1t2图象(4)经正确的实验操作，小娟同学发现小球动能增加量12mv2总是稍小于重力势能减少量mgh，你认为增加释放高度h后，两者的差值会__________（填“增大”、“缩小”或“不变”）。4．如图所示，气垫导轨上质量为M的滑块通过轻质细绳绕过轻质动滑轮与拉力传感器相连，动滑轮下悬挂质量为m的钩码，滑块上遮光条宽度为d。实验时，滑块由静止释放，测得遮光条通过光电门的时间为Δt，拉力传感器的读数为F。（1）用游标卡尺测量遮光条宽度，其读数为_____cm；（2）某同学在“探究绳子拉力对滑块做功与滑块动能变化的关系”实验时，记录滑块的初位置与光电门的距离L及挡光条

6、通过光电门的时间Δt，测得多组L和Δt值。应用图象法处理数据时，为了获得线性图象应作_________图象（选填“L-1Δt”、“L-1Δt2”或“L-Δt2n”），该图象的斜率k=______；（3）该同学通过实验发现：绳子拉力F做的功总大于滑块动能的变化量。若实验数据测量准确，出现该情况的可能原因是______。A．钩码质量m未远小于滑块质量MB．滑块运动过程中克服阻力做功C．气垫导轨没有调节水平D．没有考虑动滑轮的质量（4）若用上述装置研究系统（含滑块、钩码）机械能守恒，设滑块由静止开始的释放点与光电门的距离为L、挡光条通过光电门的时间为Δt，则满足关系式_______（用已知量符号

7、表示）时，运动过程中系统机械能守恒。5．某学习小组用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，质量均为M的物体A和B系在轻质细绳两端跨过光滑轻质定滑轮，每个钩码的质量均为m0，物体A上固定一轻质挡光片，挡光片下方h处固定一光电门，用来测量物体上的挡光片通过该处的时间t。（1）某同学用游标卡尺测量挡光片的宽度d，测量结果如图乙所示，则挡光片宽度为_____cm。（2）在物体A下面挂上一个钩码，让A、B及钩码组成的系统由静止释放，