《高考物理一轮复习讲练测》专题24 验证机械能守恒定律（练）（原卷版）

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第 24 讲验证机械能守恒定律——练

1．如图甲，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以验证

机械能守恒定律。某同学设计了图乙装置来完成同样的实验。

（1）下列关于图乙装置的说法中,能减小实验误差的是______.

A．用夹子夹住纸带上端避免手提纸带因抖动而造成摩擦的增大

B．用复夹和铁架台台面固定住打点计时器能使装置更加稳定[来源:学_科_网]

C．选用重锤连接纸带要比用夹子和重物连接纸带下落时阻力小

D．用图乙方式可以节省纸带，让点迹更为密集

（2）图丙是某次实验所得到的一条点迹较为清晰的纸带的一段,经过测量计算后,某同学画出了如图丁所示

的E−h 图线,则他所画图线选取的零势能点为图丙中打点计时器打下 ______(选填“1点”或“11 点”)时物

体所在的位置，图丁中表示动能随高度变化的曲线为______选填“图线 A”或“图线 B”)，

（3）图丁中的 h1=58.5mm 和h2=390.0mm 两处机械能 E1与E2大小关系为 E1______E2(选填“大于”、“等

于”或“小于”).

2．探究小组利用传感器研究小球在摆动过程中的机械能守恒规律，实验装置如图所示．在悬点处装有拉

力传感器，可记录小球在摆动过程中各时刻的拉力值．忽略摆线的质量和摆动过程中摆线长度的变化，重

力加速度为 g，实验过程如下：

[来源:学科网]

（1）测量小球质量 m和摆线长 L；

（2）为了测量小球在最低点的速度大小，小组成员将小球拉至某一高度 h处无初速释放，在传感器采集的

数据中提取最大值为 F，则小球在最低点的速度表达式为 v=__（用 F等测定的物理量符号表达），若考虑

小球的大小不可忽略，则该速度的计算值与实际值相比较__（填写“偏大”、“偏小”或“相等”）．

（3）小球从释放到最低点的过程中机械能守恒的表达式为__．（用测定物理量的符号表达）

3．在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量 m＝1.00kg 的重物自由下落，打点计时器在纸带上

打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选

取的三个连续点(其他点未画出)．已知打点计时器每隔 0.02s 打一次点，当地的重力加速度 g＝9.80m/s2.那

么：

(1)纸带的__ ______端(选填“左”或“右”)与重物相连；

(2)根据图上所得的数据，从 O点到 B点，重物重力势能减少量 ΔEp＝________J，动能增加量 ΔEk＝

________J(结果取 3位有效数字)；

(3)实验的结论是_____________。

4．图乙为利用气垫导轨验证机械能守恒定律的实验装置．

（1）实验前先要调整导轨水平，简述调整方法___________________________．

（2）用游标卡尺测遮光板的宽度，如图丙所示，则遮光板的宽度L=_______________cm。

（3）若本实验中，已知钩码质量 m，由光电计时器测得遮光板先后通过两个光电门(如图甲所示)的时间分

别为Δt1、Δt2，为验证机械能守恒定律，除此以外还应测出__________________________．(写出相应的物

理量及其符号)

（4）实验时，将滑块从光电门 1左侧某位置由静止释放(如图乙所示)，若滑块、钩码系统的机械能守恒，

则应有关系式____________________________成立．(用上述已知的和测得的各物理的字母表示，已知当地

的重力加速度为 g)

5．小明同学利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律，A为装有挡光片的钩码，总质量为 M，挡光片

的挡光宽度为 b，轻绳一端与 A相连，另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为 m(m<M)的重物 B相连。他的

做法是：先用力拉住 B，保持 A、B静止，测出 A的挡光片上端到光电门的距离 h；然后由静止释放 B，A下

落过程中经过光电门，光电门可测出挡光片的挡光时间t，算出挡光片经过光电门的平均速度，将其视为A

下落 h(h 远大于 b)时的速度，重力加速度为 g。

(1)在A从静止开始下落 h 的过程中，验证 A、B组成的系统机械能守恒的表达式为 _____________________

___；绳子拉力对重物 B做的功为______________________ 。(用题目所给物理量的符号表示)

(2)由于光电门所测的平均速度与物体 A下落 h时的瞬时速度间存在一个差值 Δv，因而系统减少的重力势

能____________系统增加的动能(选填“大于“或“小于”)

(3)为减小上述 Δv 对结果的影响，小明同学想到了以下一些做法，其中可行的是______

A．减小挡光片上端到光电门的距离 h

B．增大挡光片的挡光宽度b

C．适当减小挡光片的挡光宽度b[来源:Zxxk.Com]

1．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一水平的气垫导轨，导轨

上A点处有一滑块，其质量为 M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为 m的小球相连．调节细绳

的长度使每次实验时滑块运动到 B点处与劲度系数为 k的弹簧接触时小球恰好落地，测出每次弹簧的压缩

量x，如果在 B点的正上方安装一个速度传感器，用来测定滑块到达 B点的速度，发现速度 v与弹簧的压

缩量x成正比，作出速度 v随弹簧压缩量x变化的图象如图乙所示，测得 v－x图象的斜率 .在某次实

验中，某同学没有开启速度传感器，但测出了 A、B两点间的距离为L，弹簧的压缩量为 x0，重力加速度用

g表示，则：

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