课时突破练31　验证机械能守恒定律-2027版高考物理一轮复习

物理课时突破练31验证机械能守恒定律1.

(8分)某同学用如图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”。实验所用的电源为学生电源,可以提供输出电压为6V的交变电流和直流电,交变电流的频率为50Hz。重锤从高处由静止开始下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,对纸带上的点测量并分析,即可验证机械能守恒定律。1234甲乙(1)这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析,如

图乙所示,其中O点为起始点,A、B、C、D、E、F为六个计时点。根据纸带

上的测量数据,可得出打B点时重锤的速度为

m/s(保留3位有效数

字)。1.841234

C1234

12342.

(12分)(2025江西鹰潭一模)某研究小组利用DIS实验装置验证机械能守恒

定律。如图甲,内置有光电门的重锤通过轻杆与转轴O相连,重锤通过遮光片

时可记录遮光时间。实验时,重锤从M点由静止释放,依次记录其通过每个

遮光片所对应的时间t。用刻度尺测出每个遮光片距最低点N的竖直高度为

h,重锤质量为m,重力加速度为g。1234(1)实验前,用螺旋测微器测量遮光片的宽度d,其示数如图乙,则d=

⁠

mm。7.8821234(2)若以最低点N为零势能面,则经过某个遮光片时,重锤的重力势能Ep=mgh,动能Ek=_________(选用字母m、h、d、t、g等物理量表示);对比通过各遮光片处重锤的机械能E(E=Ep+Ek)是否相等,可判断机械能守恒与否。

1234

解析:(1)遮光片的宽度为d=(7.5+38.2×0.01)

mm=7.882

mm。12343.

(12分)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

上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质

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,遮光片

两条长边与导轨垂直;导轨上B点处有一光电门,可以测量遮光片经过光电门

时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光

片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A

处由静止开始运动。1234(1)某次实验测得倾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔEk=___________,系统的重力势能减少量可表示为ΔEp=

,在误差允许的范围内,若ΔEk=ΔEp,则可认为系统的机械能守恒;

1234(2)某同学改变A、B间的距离,作出的v2-d图像如图乙所示,并测得M=m,则重

力加速度g=

m/s2。(结果保留2位有效数字)9.61234

12344.

(18分)(2025河南卷)实验小组利用图1所示装置验证机械能守恒定律。可

选用的器材:交流电源(频率50Hz)、铁架台、电子天平、重锤、打点计时

器、纸带、刻度尺等。图11234(1)下列所给实验步骤中,有4个是完成实验必需且正确的,把它们选择出来并

按实验顺序排列:

(填步骤前面的序号)。④①⑥⑤①先接通电源,打点计时器开始打点,然后再释放纸带②先释放纸带,然后再接通电源,打点计时器开始打点③用电子天平称量重锤的质量④将纸带下端固定在重锤上,穿过打点计时器的限位孔,用手捏住纸带上端⑤在纸带上选取一段,用刻度尺测量该段内各点到起点的距离,记录分析

数据⑥关闭电源,取下纸带1234(2)图2所示是纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E到起点的距离。则

打出B点时重锤下落的速度大小为

m/s(保留3位有效数字)。图21.791234图3(3)纸带上各点与起点间的距离即为重锤下落高度h,计算相应的重锤下落速度v,并绘制如图3所示的v2-h关系图像。理论上,若机械能守恒,图中直线应

(选填“通过”或“不通过”)原点且斜率为

(用重力加速度大小g表示)。由图3得直线的斜率k=

⁠

(保留3位有效数字)。通过2g19.0

m/s21234

3.11234解析:(1)实验时应将纸带下端固定在重锤上,穿过打点计时器限位孔,并用手

捏着纸带上端;先接通电源之后再释放纸带;实验完成后,先关闭电源再取下

纸带;之