高考物理一轮复习力学实验专项训练（七）实验：验证机械能守恒定律

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2021 届高考物理一轮复习力学实验专项训练（七）

实验：验证机械能守恒定律

1.利用如图所示实验装置来验证机械能守恒定律。通过电磁铁控制的小铁球从 A点自由下

落，下落过程中小铁球经过光电门 B时，毫秒计时器(图中未画出)记录下小铁球的挡光时

间t。实验前调整光电门位置，使小球下落过程中，小铁球球心垂直细激光束通过光电门，

当地重力加速度为 g。

(1)为了验证小铁球下落过程中机械能是否守恒，还需要测量的物理量是________。

A.A点距地面的高度 HB. 之间的距离 h

C.小铁球从 A到B的下落时间 D.小铁球的直径 d

(2)小铁球通过光电门时的瞬时速度 ____________；要验证小铁球下落过程中机械能是

否守恒，只需验证等式________是否成立即可(用实验中测得物理量的符号表示)。

2.某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，力传感器固定在天花板上，细线一端吊

着小球一端连在力传感器上，传感器显示细线拉力的大小。小球的质量为，当地的重力

加速度为。

（1）实验开始前，用游标卡尺测出小球的直径，示数如图乙所示，则小球的直径 ____

_。再让小球处于自然悬挂状态，测出悬线的长为。

（2）将小球拉离平衡位置，使细线与竖直方向成一定的张角，由静止释放小球，使小

球在竖直面内做往复运动，力传感器测出悬线的拉力随时间变化的关系如图丙所示，则小

球运动到最低点时速度的大小为 _____。小球摆到最高点时与最低点的高度差 _____

（均用已知和测量物理量的符号表示）。

（3）验证机械能守恒定律成立的表达式为__________（用已知和测量物理量的符号表示）。

3.利用阿特伍德机可以验证力学相关定律。如图为一理想阿特伍德机示意图，为质量

分别为的两物块，用轻质无弹性的细绳连接后跨在轻质光滑定滑轮两端，

两物块离地足够高。设法固定物块后，在物块 A上安装一个宽度为 d的遮光片，并在

其下方空中固定一个光电门，连接好光电门与毫秒计时器，并打开电源。松开固定装置，

读出遮光片通过光电门所用的时间 t。重力加速度为 g。某同学想要利用上述实验装置验证

牛顿第二定律，则

（1）实验当中还需要测量的物理量有_____________（利用文字描述并标明对应的物理量

符号）。

（2）验证牛顿第二定律时需要验证的等式为_____________（写出等式的完整形式，无需

化简）。

（3）若要利用上述所有数据验证机械能守恒定律，则所需要验证的等式为_____________

（写出等式的完整形式，无需化简）。

4.在“验证机械能守恒定律”的实验中，采用的器材有：电磁打点计时器、学生电源（交

流电频率为）、铁架台、重物、天平、刻度尺等。

（1）实验时需将电磁打点计时器连接到学生电源上，下面两幅图连接方式正确的是______

_。［选填“图（a）”或“图（b）”］

（2）甲、乙两位同学安装好实验器材，选用不同的重物，按正确操作各自得到了一条纸带，

实验中两位同学操作时，重物均从同一高度释放，纸带上各点均是打点计时器打出的点，

如图（c）所示。则应选用___________（选填“甲”或“乙”）同学的纸带来验证机械能

守恒定律。理由是：________________。

5.用如图 1实验装置验证组成的系统机械能守恒,从高处由静止开始下落,上拖

着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律,图2给出的

是实验中获取的一条纸带:0 是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有 4个点(图中未标出),

计数点间的距离如图 2所示。已知打点计时器所用电源的频率为

取。

(1)在纸带上打下计数点 5时的速度 ______m/s。(结果保留 2位有效数字)

(2)在打点 0~5 过程中系统动能的增量______J,系统势能的减少量______J,由此

得出的结论是______________________。

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