2015—2016高一下期末理科物理实验训练题（动能定理、机械能守恒）
1. 某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象，重力加速度为g。 （1）实验前，接通电源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的?t1____________?t2（选填“＞”、“=”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平。 （2）用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d=____________mm。 （3）滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若?t1、?t2和d已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出___________________和___________________（写出物理量的名称及符号）。 （4）若上述物理量间满足关系式________________________________，则表明在上述过程中，滑块和砝码组成的系统机械能守恒。 2. 要通过实验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的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨低端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A，B 两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度．用g表示重力加速度． 若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_______________．动能的增加量可表示为_____________．若在运动过程中机械能守恒，为1与s的关系式2t1?_________________. 2t3. 用如图装置可验证机械能守恒定律。轻绳两端系着质量相等的物块A、B，物块B上放置一金属片C。铁架台上固定一金属圆环，圆环处在物块B正下方。系统静止时，金属片C与圆环间的高度差为h。由此释放，系统开始运动，当物块B穿过圆环时，金属片C被搁置在圆环上。两光电门固定在铁架台P1、P2处，通过数字计时器可测出物块B通过P1、P2这段时间。
（1）若测得P1、P2之间的距离为d，物块B通过这段距离的时间为t，则物块B刚穿过圆环后的速度v = 。
（2）若物块A、B的质量均为M表示，金属片C的质量用m表
示，该实验中验证了下面哪个等式成立，即可验证机械能守恒定律。正确选项为 。 A mgh?111Mv2 B．mgh?Mv2 C．mgh?(2M?m)v2 D．mgh?(M?m)v2 222（3）本实验中的测量仪器除了刻度尺、光电门、数字计时器外，还需要 。 （4）改变物块B的初始位置，使物块B由不同的高度落下穿过圆环，记录各次高度差h以及物块B通过P1、P2这段距离的时间为t，以h为纵轴，以 （填“t2”或“1”）为横轴，通t2过描点作出的图线是一条过原点的直线。该直线的斜率k = (用m、M、d表示)。 4. 做机械能守恒定律的实验，某同学借助频闪仪拍摄了如图所示小钢球从高处落下过程中的频闪照片，频闪仪每隔0.10s闪光一次，图中所标数据是相邻两次光时间内小钢球下落的距离，若已经测得小钢球质量m=0.100kg，重力加速度取9.80m/s2。 （1）可求得，从t2到t5时间内，重力势能减少量△EP=1.00J，动能增加量△Ek=__________J （结果保留三位有效数字）;
（2）比较（1）中计算的△Ek略小于△EP的大小，造成这种结果的原因可能是__________
A.当地的重力加速度实际大于9.80m/s2 B.空气阻力对小钢球做负功 C.频闪仪闪光周期实际略大于0.10s D.频闪仪闪光周期实际略小于0.10s
5. 为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”，查资料得知：“弹簧的弹性势能Ep?12kx，其2中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的形变量”。某同学用压缩的弹簧推静止的小球（已知质量为m）运动来探究这一问题。为了研究方便，把小铁球放在水平桌面上做实验，让小铁球在弹力作用下运动，即只有弹簧推力做功。重力加速度为g.该同学设计实验如下： （1）如图甲所示，将轻质弹簧竖直挂起来，在弹簧的另一端挂上小铁球，静止时测得弹簧的形变量为d。在此步骤中，目的是要确定___________，用m、d、g
表示为_________。
（2）如图乙所示，将这根弹簧水平放在光滑桌面上，一端固定在竖直墙面，另一端与小铁球接触，用力推小铁球压缩弹簧；小铁球静止时测得弹簧压缩量为
x，撤去外力后，小铁球被弹簧推出去，从水平桌面边沿抛出落到水平地面上。
（3）在实验中，保持弹簧压缩量不变，重复多次上述操作，从而确定小铁球的平均落地点，目的是减小___________（填“系统误差”或“偶然误差”）.
（4）测得水平桌面离地高为h，小铁球落地点离桌面边沿的水平距离为L，则小铁球被弹簧弹出的过程中动能变化量△Ek＝___________（用m、h、L、g表示）；弹簧对小铁球做的功W＝___________（用m、x、d、g表示）。
对比W和△Ek就可以得出“外力做功与物体动能变化的关系”，即：“在实验误差范围内，外力所做的功等于物体动能的变化量”。
2015—2016高一下期末理科物理实验训练题（动能定理、机械能守恒）参考答案 1.（1）＝ （2）8.474（在8.473～8.475之间均算对） （3）滑块质量M，两光电门间距离L （4）mgL?1(M?m)(d)2?1(M?m)(d)22?t 22?t12. Mghds?mgs，1b22(hM?dm)g2(m?M)t2，(M?m)db2s 3. （1）dt（2）C （3）天平（4）1(2M?m)d2t2 2mg 4.（1）0.994 （2）BD 5.（1）弹簧的劲度系数k k?mgd （3）偶然误差）mgL244hmgx22d （
