训练06 实验：验证机械能守恒定律-2021年高考物理实验专题最后一练

物理 训练06 实验：验证机械能守恒定律 1. （2021·广东省普通高等学校招生考试适应性测试）为了验证小球在竖直平面内摆动过程的机械能是否守恒，利用如图（a）装置，不可伸长的轻绳一端系住一小球，另一端连接力传感器，小球质量为m，球心到悬挂点的距离为L，小球释放的位置到最低点的高度差为h，实验记录轻绳拉力大小随时间的变化如图（b），其中Fm是实验中测得的最大拉力值，重力加速度为g，请回答以下问题： (1)小球第一次运动至最低点的过程，重力势能的减少量△Ep=___________，动能的增加量△Ek=___________。（均用题中所给字母表示） (2)观察图（b）中拉力峰值随时间变化规律，试分析造成这一结果的主要原因：___________。 (3)为减小实验误差，实验时应选用密度___________（选填“较大”或“较小”）的小球。 【答案】 (1). mgh (2). (3). 空气阻力做负功，机械能有损失 (4). 较大 【解析】(1)[1]小球第一次摆动至最低点的过程，重心下降了h，则重力势能的减少量为 [2]小球第一次摆动至最低点，初速度为零，最低点速度为，由牛顿第二定律有 而动能的增加量为 联立解得 2.（2021·.湖南岳阳市一模）某探究小组想利用验证机械能守恒定律的装置测量当地的重力加速度，如图甲所示．框架上装有可上下移动位置的光电门1和固定不动的光电门2；框架竖直部分紧贴一刻度尺，零刻度线在上端，可以测量出两个光电门到零刻度线的距离和；框架水平部分用电磁铁吸住一个质量为m的小铁块，小铁块的重心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对齐．切断电磁铁线圈中的电流时，小铁块由静止释放，当小铁块先后经过两个光电门时，与光电门连接的传感器即可测算出其速度大小和．小组成员多次改变光电门1的位置，得到多组和的数据，建立如图乙所示的坐标系并描点连线，得出图线的斜率为k． ⑴当地的重力加速度为________(用k表示)． ⑵若选择光电门2所在高度为零势能面，则小铁块经过光电门1时的机械能表达式为______________(用题中物理量的字母表示)． ⑶关于光电门1的位置，下面哪个做法可以减小重力加速度的测量误差（ ） A．尽量靠近刻度尺零刻度线 B．尽量靠近光电门2 C．既不能太靠近刻度尺零刻度线，也不能太靠近光电门2 【答案】