1.用图所示装置验证机械能守恒定律,由于电火花计时器两限位孔不在同一竖直线上,使纸带通过时受到较大的阻力,这样实验造成的结果是( )
A.重力势能的减少量明显大于动能的增加量
B.重力势能的减少量明显小于动能的增加量
C.重力势能的减少量等于动能的增加量
D.以上几种情况都有可能
答:A。
由于重物下落时要克服阻力做功,重物减少的重力势能转化为重物的动能和系统的内能,故重力势能的减少量大于动能的增加量,A正确。
2.在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列物理量中需要直接测量的是( )
A.重物的质量
B.重力加速度
C.重物下落的高度
D.重物下落某一高度所对应的瞬时速度
答:C
解析:重物的质量不需要测量;重力加速度是已知的;重物下落的高度需要测量;瞬时速度是根据纸带上的数据计算得出的。故应选C
3.(多选)如图所示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,下面举出一些计算n点速度的方法,其中正确的是( )

A.vn=gnT
B.vn=g(n-1)T
C.vn=(Sn+Sn+1)/2T
D.vn=(hn+1-hn-1)/2T
答:CD
解析:直接利用重力加速度g来计算n点速度,相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律,A、B均错误;n点的速度等于n-1到n+1两点间的平均速度,故C、D正确。
4.在研究重物自由下落过程中机械能守恒的实验中,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,纸带上留下的是最后面的一些点。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( )

答:B
5.(多选)在“验证机械能守恒定律”的实验中,有关重物的质量,下列说法正确的是( )
A.应选用质量较大的重物,使重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
答:AC
解析:本实验依据的原理是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,以便系统所受的阻力和重物的重力相比可以忽略不计,保证重物做自由落体运动。对做自由落体运动的物体来说,物体的机械能守恒,即重力势能的减小量等于其动能的增加量,设重物质量为m,下落高度为h时的速度为v,则有mv2/2=mgh,约去m后,有v2=2gh。分别计算对应的v2和2gh,看它们在误差允许范围内是否相等,即可验证机械能守恒定律是否成立。故选A、C。
6.用落体法验证机械能守恒定律的实验中得到如图所示纸带。根据纸带算出相关各点的速度v,测量出下落距离h,则以v2/2为纵轴,以h为横轴画出的图象应是( )

答:C
由机械能守恒定律得mgh=mv2/2,得v2/2=gh,可以看出v2/2与h成正比例关系,图线是过原点的直线,故C正确。
7.在“用自由落体法验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所接交流电频率为50 Hz,当地重力加速度g=9.80 m/s2。实验选用重锤质量为m(kg),从所打纸带中选择一条合适的纸带,如图所示。O是打下的第1点,纸带上连续的点A、B、C、D至第1点O的距离如图所示,则重锤从O运动到C,重力势能减少________。打下C点时重锤的速度为________ m/s。其动能增加________。
答:5.50m J 3.3 5.45m J
重锤从O运动到C,重力做功W
G=mg•h
OC=9.80m×56.1×10
-2 J≈5.50m J。故重力势能减少5.50m J,重锤过C点时速度:v
C=x
BD/2T=[(62.8-49.6)×10
-2]/(2×0.02) m/s=3.3 m/s,
增加的动能
8.某同学做“验证机械能守恒定律”实验时,不慎将一条挑选出的纸带的一部分损坏,损坏的是前端部分。剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出并标在图中,单位是cm。打点计时器工作频率为50 Hz,重力加速度g取9.8 m/s2。
(1)设重物质量为m(kg),重物在2点的速度v2=____,在5点的速度v5=____,此过程中动能增加量ΔEk=____,重力势能减少量ΔEp=____。由以上可得出实验结论:____________________。
(2)重物获得的动能往往____(A.大于 B.小于 C.等于)减少的重力势能,实验中产生系统误差的原因是____________________。
(3)根据实验判断下列图象正确的是(其中ΔEk表示重物动能的变化量,Δh表示物体下落的高度)( )

答:(1)1.50 m/s 2.075 m/s 1.03m J 1.06m J 在误差允许的范围内,机械能守恒 (2)B 重物下落时要克服阻力做功 (3)C
9.在“验证机械能守恒定律”的实验中:(1)实验室提供了铁架台、夹子、导线、纸带等器材.为完成此实验,除了所给的器材,下列图中还需要选取的实验器材有______(填字母代号)
(2)下列方法有助于减小实验误差的是____.
A.在重锤的正下方地面铺海绵
B.必须从纸带上第一个点开始计算验证机械能是否守恒
C.重复多次实验,重物必须从同一位置开始下落
D.重物的密度尽量大一些
(3)完成实验后,小明用刻度尺测量纸带距离时如图3所示,已知打点计时器每0.02 s打一个点,则B点对应的速度vB=____m/s.
若H点对应的速度为vH,重物下落的高度为hBH,重物质量为m,当地重力加速度为g,为得出实验结论完成实验,需要比较mghBH与________的大小关系(用题中字母表示).