课时作业（二十二）　验证机械能守恒定律 2026年高考物理第一轮总复习

课时作业（二十二）

验证机械能守恒定律[基础训练]1.

在一次实验验证课上，某同学利用自由落体运动来验证机械能守恒定律，该同学开始实验时的情形如图所示，他将打点计时器接通低压电源后释放纸带.（1）请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方.①

打点计时器接了直流电；②

重物离打点计时器太远.打点计时器接了直流电重物离打点计时器太远解析：（1）打点计时器采用的是交流电源，而本实验中采用了直流电源；同时，由于加速度较大，故纸带应在1米左右，且应让重物紧靠打点计时器，而本实验中离打点计时器太远，故错误为：①打点计时器接了直流电源；②重物离打点计时器太远.（2）该同学在教师的指导下规范了实验操作，重新进行实验，得到了几条（3～5条）打出一系列点的纸带，在选点验证机械能守恒时，有以下两种方案，其中对选取纸带的1、2两点间距离要求小于或接近2

mm的是方案

一（填“一”或“二”）.方案一：利用起始点和第n点计算；方案二：任取两点计算.一

重力加速度g

2.

某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律，频闪仪每隔0.05

s闪光一次，如图所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表.（当地重力加速度取g＝9.8

m/s2，小球质量m＝0.2

kg，结果保留3位有效数字）时刻t2t3t4t5速度/（m·s－1）4.994.483.98（1）由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5＝

3.48

m/s.3.48

（2）从t2到t5时间内，重力势能的增量ΔEp＝

1.24

J，动能的减少量ΔEk＝

1.28

J.

1.24

1.28

（3）在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，即可验证了机械能守恒定律.由上述计算得ΔEp

＜

（填“＞”“＜”或“＝”）ΔEk，造成这种结果的主要原因是

存在空气阻力.解析：（3）由计算可得ΔEp＜ΔEk，主要是由于存在空气阻力.＜

存在空气阻力[能力提升]3.

（2022·广东高考）某实验小组为测量小球从某一高度释放与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失，设计了如图甲所示的装置，实验过程如下：（1）让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹.调节光电门位置，使小球从光电门正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门.（2）用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图乙所示，小球直径d＝

7.885

mm.7.885

解析：（2）d＝7.5

mm＋0.01×38.5

mm＝7.885

mm；（3）测量时，应

B

（填“A”或“B”，其中A为“先释放小球，后接通数字计时器”，B为“先接通数字计时器，后释放小球”）.记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间t1和t2.

B

解析：（3）实验中应先接通数字计时器，等其正常工作后再释放小球，故选B；

（5）若适当调高光电门的高度，将会

增大（填“增大”或“减小”）因空气阻力引起的测量误差.解析：（5）调高光电门的高度，小球从下落经过光电门到反弹后经过光电门的过程中，路程会变长，增大因空气阻力引起的测量误差.增大4.

在进行“验证机械能守恒定律”的实验中：甲

乙（1）两实验小组同学分别采用了如图甲和乙所示的装置，采用两种不同的实验方案进行实验.①在图甲中，下落物体应选择密度

大（填“大”或“小”）的重物；在图乙中，两个重物的质量关系是m1

＞

（填“＞”“＝”或“＜”）m2；大＞

解析：（1）①在甲图中为了减少空气阻力的影响，选择体积小、密度大的重物；在图乙中，m2在m1的拉力作用下向上运动，所以m1＞m2.②采用图乙的方案进行实验，还需要的实验器材有交流电源，刻度尺和

天平；③比较两种实验方案，你认为图

甲（填“甲”或“乙”）所示实验方案更合理，理由是

图乙中还受到细线与滑轮的阻力的影响.天平甲图乙中还受到细线与滑轮的阻力的影响解析：（1）②两重物质量不等，分析系统损失的重力势能是否近似等于增加的动能时，两边质量不能约去，故需要天平测量两重物的质量.解析：（1）③题图乙中所示实验还受到细线与滑轮的阻力的影响，机械能损失较大，故题图甲所示实验方案较为合理.甲

乙（2）有一同学采用了图甲所示的方案，选出一条纸带如图丙所示，其中O点为起始点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50

Hz交流电，在计数点A和B之间、B和C之间还各有一个点，重物的质量为0.5

kg，取g＝9.8

m/s2.根据以上数据，打B点时重物的重力势能比开始下落时减少了

0.867

J，这时它的动能是