课时跟踪训练（七） 实验：验证机械能守恒定律
A级—学考达标
1.
(2018·江苏学业水平测试)“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示，实验中发现重物减小的重力势能略大于增加的动能，其主要原因是( )
A．未测量重物的质量
B．先接通电源，后释放纸带
C．使用的重物质量大，体积小
D．重物和纸带在下落时受到阻力
解析：选D 由公式mgh＝mv2可知，与重物的质量无关，故A错误；本实验应先接通电源，后释放纸带，对实验结果没有影响，故B错误；使用的重物质量大，体积小可以减小实验误差，故C错误；重物和纸带在下落时受到阻力，部分机械能转化为内能，即减小的重力势能一部分转化为内能，故D正确。
2．[多选]下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差与操作正误的说法中，正确的是( )
A．重锤的质量称量不准会造成较大的误差
B．重锤选用质量大些、体积小些的，有利于减小误差
C．重锤选用质量小些、体积大些的，有利于减小误差
D．先松开纸带让重物下落，再让打点计时器工作，会造成较大差错
解析：选BD 在“验证机械能守恒定律”实验中，我们只需比较gh与v2的值即可验证机械能守恒定律是否成立，与重锤的质量无关，选项A错误；若重锤选用质量大些、体积小些的，则在重锤下落过程中，空气阻力可忽略不计，有利于减小相对误差，选项B正确，C错误；先松开纸带再打点，此时纸带上打第一个点的初速度已不为零，即打第一个点时已有了初动能，重锤动能的增量比重锤重力势能的减少量大，产生错误，选项D正确。
3．做“验证机械能守恒定律”的实验，已有铁架台、铁夹、电源、纸带、打点计时器，还必须选取的器材是图中的____________(填字母)。
某同学在实验过程中，①在重锤的正下方地面铺海绵；②调整打点计时器的两个限位孔连线为竖直；③重复多次实验。以上操作可减小实验误差的是________(填序号)。
解析：需要选取的器材是重锤和刻度尺，故选B、D；能减小实验误差的操作是②③。
答案：BD ②③
4．(2019·浙江6月学考)在“验证机械能守恒定律”实验中，得到一条纸带，取连续打出的点A、B、C、D作为计数点，各点间的距离如图所示。若打点计时器所用电源频率为50 Hz，则打C点时纸带运动的速度为______ m/s。(保留3位有效数字)
解析：vC＝ m/s≈2.39 m/s。
答案：2.39
5．(2019·泉州高一检测)某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，当地重力加速度为g＝9.80 m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图乙所示。纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值。回答下列问题(计算结果保留三位有效数字)
(1)打点计时器打B点时，重物速度的大小vB＝______ m/s；
(2)通过分析该同学测量的实验数据，他的实验结果是否验证了机械能守恒定律？简要说明分析的依据。
解析：(1)由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知vB＝，由电源频率为50 Hz可知T＝0.02 s，代入数据解得vB＝3.90 m/s。
(2)本实验是利用自由落体运动验证机械能守恒定律，只要在误差允许范围内，重物重力势能的减少量等于其动能的增加量，即可验证机械能守恒定律。选B点分析，由于mv≈7.61m，mghB≈7.70m，故该同学的实验结果近似验证了机械能守恒定律。
答案：(1)3.90 (2)验证了机械能守恒定律 依据为≈7.61(m/s)2，ghB≈7.70(m/s)2，因为mv≈mghB，近似验证了机械能守恒定律。
