高考物理复习机械能守恒定律专题练习(含答案)

高考物理复习机械能守恒定律专题练习（含

答案）

任何物体系统如无外力做功，系统内又只有保守力做功时，则系统的机械能(动能与势能之和)保持不变。以下是机械能守恒定律专题练习，请考生及时练习。

1.本实验中，除铁架台、夹子、低压交流电源、纸带和重物外，还需选用的仪器是()

A.秒表

B.刻度尺

C.天平

D.打点计时器

2.在验证机械能守恒定律的实验中

(1)不需测量或计算的物理量是()

A.下落高度

B.瞬时速度

C.重物质量

D.时间

(2)由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到了较大的阻力，这样会导致实验结果

mgh________mv2(选填或).

3.在一次验证机械能守恒定律实验中，质量m=1 kg 的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图1所示(打点间隔为0.02 s)，单位cm.那么

(1)纸带的________端与重物相连;

(2)打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=________;

(3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是

Ep=________.此过程中物体动能的增加量Ek=________(g取9.8 m/s2);

(4)通过计算，数值上Ep________Ek(填、=或)，这是因为

__________________________________;

(5)实验的结论是

___________________________________________________ __

___________________________________________________ _____________________.

4.在验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器打点间隔为T，某一组同学得到了一条如图2所示的纸带，在填写实验报告时甲、乙两个同学选择了不同的数据处理方法：

图2

甲同学测出了C点到第一点O的距离hOC，利用v=2ghOC 计算得到了C点的速度，然后验证mghOC与mv相等.

乙同学测出了A、B、C、D各点到第一点O的距离hA、hB、hC、hD，利用vB=、vC=计算B、C点的速度，然后验证了mg(hC-hB)与mv-mv是否相等.

请你对甲乙两位同学的做法逐一分析，不合理之处提出完善办法.

5.在用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，得到如图3所示的一条纸带.起始点O到A、B、C、D、E各点的距离

分别为hA、hB、hC、hD、hE.如果重物的质量为m，打点计时器所用电源的频率为f，则在打B、D两点时，重物的速度vB=________，vD=________.如果选择起始点的位置为零势能参考点，则在打B、D两点时重物的机械能

EB=________，ED=________，若EB________ED，则说明重物在下落过程中机械能守恒.

6.在验证机械能守恒定律的实验中，利用重物拖着纸带自由下落通过打点计时器并打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量分析，即可验证机械能守恒定律.

(1)正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图4所示.图中O点为打点起始点，且速度为零.

选取纸带上打出的连续点，标上A、B、C测得其中E、F、G点距打点起始点O的距离分别为h1、h2、h3.已知重物的质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T.为验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打下O点到打下F点的过程中，重物重力势能的减少量

Ep=________，动能的增加量Ek=________.(用题中所给字母表示)

(2)以各点到起始点的距离h为横坐标，以各点速度的平方v2为纵坐标建立直角坐标系，用实验测得的数据绘出v2-h图象，如图5所示：由v2-h图线求得重物下落的加速度

g=________m/s2.(结果保留三位有效数字)

7.在验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，查得当地的重力加速度g=9.80 m/s2，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图6所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D分别是每打两个点取出的计数点.根据以上数据，重物由O点运动到B点时，已知重物质量为m(kg).求：

(1)重力势能的减少量为多少?

(2)动能的增加量是多少?

(3)根据计算的数据可得出什么结论?产生误差的主要原因是什么? 1.BD[ 测量下落高度需用刻度尺，打点计时器打出纸带并能标识时间，选B、D.]

2.(1)C (2)

解析(1)本实验需要验证mgh与mv2的关系，所以不需要测量重物质量m，C正确.

(2)重物在下落过程中克服阻力做功，使减小的重力势能不能完全转化为动能，所以mghmv2.

3.(1)O (2)0.98 m/s (3)0.49 J 0.48 J (4) 重物和纸带下落时受到阻力作用(5)在实验误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量

解析(1)纸带释放时速度较小，打点较密，先打距重物近的一侧，故O端与重物相连.

(2)B点速度vB== cm/s=0.98 m/s

(3)从O点到打B点，重力势能减少量

Ep=mghB=19.80.0501 J=0.49 J

动能增加量mv=0.48 J;

(4)由(3)中计算结果知EpEk，因为重物和纸带下落时受到阻力作用;

(5)由(3)中计算结果可知，在实验误差允许的范围内，机械能守恒.

4.甲同学选择从O到C段验证机械能守恒，计算C点的速度用v=2ghOC的话，犯了用机械能守恒定律去验证机械能守恒的错误.计算vC可以选择vC=.

乙同学选择了从B到C段验证机械能守恒，由于BC较近，造成误差偏大，选择BD段相对较为合适.

5.f f mf2(hC-hA)2-mghB

mf2(hE-hC)2-mghD =

解析根据纸带上瞬时速度的计算方法，得vB==f，vD==f 打B点时，重物的动能和重力势能分别为

EkB=mv=m2

=mf2(hC-hA)2

EpB=-mghB.此时重物的机械能

EB=EkB+EpB=mf2(hC-hA)2-mghB，同理

EkD=mv=mf2(hE-hC)2，