《高考物理一轮复习讲练测》专题24 验证机械能守恒定律（练）（解析版）

3.0 envi 2025-02-14 31 4 1.09MB 14 页 3知币

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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

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”)，[来源:Zxxk.Com]

（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”).

【答案】 ABC11 点图线 B小于

【解析】

(3)机械能等于动能与势能之和,通过图线发现,在横坐标分别为 58.5mm 、3 90.0mm 处,两图线的纵坐标

之和在处大,所以 .

因此，本题正确答案是:(1)ABC,(2)11 点,图线 B,(3)小于.学科；网

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：

（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）

【答案】；偏小； ;

【解析】（2）当小球运动到最低点时，拉力最大，根据 F﹣mg=m 得，

则小球在最低点的速度表达式为 v= ．

若考虑小球的大小不可忽略，即实际 L值变大，而计算时，仍代入 L，导致计算值小于实际值；

（3）根据下摆过程中，减小的重力势能转化为动能的增加，即为：，

而v= ，则有：FL=mg（2h+L）。

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_____________。

【答案】左 1.88 1.84 在误差范围内，重物下落过程中机械能守恒

【点睛】根据相等时间内的位移越来越大，确定纸带的哪一端与重物相连．根据某段时间内的平均速度等于

中间时刻的瞬时速度得出速度的大小，从而得出动能的增加量，根据下降的高度求出重力势能的减小量。

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

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