专题06 验证机械能守恒定律-2021-2022学年高一物理下学期期末考试好题汇编（人教版2019）

专题06 验证机械能守恒定律 1．利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）为验证机械能是否守恒，除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是___________； A．交流电源       B．刻度尺       C．天平（含砝码） （2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量___________。动能增加量___________； （3）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是___________； A．利用公式计算重物速度       B．利用公式计算重物速度 C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响       D．没有采用多次实验取平均值的方法 （4）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到计数起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘图像，如下判断正确的是___________。 A．若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能一定守恒 B．若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能可能不守恒 C．若图像是一条不经过原点的直线，则重物下落过程中机械能一定不守恒 【答案】     AB               C     B 【详解】(1)[1]A．实验时用到电磁打点加速器，则必须使用交流电源。故A正确； B．在计算动能和重力势能变化量时，需要用到刻度尺测量纸带上计数点间的距离。故B正确； C．在比较动能变化量和重力势能变化量是否相等时，需验证可知等式两边可约去质量m，所以不需要天平。故C错误。故选AB； (2)[2]重物的重力势能减少量 [3]计时器打B点时，纸带的速度大小为从打O点到打B点的过程中，重物的动能增加量为 (3)[4]AB．利用公式计算重物速度，则说明重物做自由落体运动，重力势能减小量与动能增加量相等。故AB错误； C．由于纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能一部分转化为动能，还有一部分要克服空气阻力和摩擦阻力做功，故重力势能的减小量大于动能的增加量。故C正确； D．若采用多次实验取平均值的方法，会使得实验误差减小，但实验过程中仍然存在阻力作用，仍有重力势能的减小量大于动能的增加量。故D错误。故选C； (4)[5]AB．在重物下落h过程中，若初速度为零、阻力恒定，有可得则此时图像就是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能可能不守恒。故A错误；B正确； C．在重物下落h过程中，若初速度不为零、阻力为零，有可得此时图像是一条不过原点的直线，但重物下落过程中机械能守恒。故C错误。故选B。 2．某同学利用如图1所示的装置完成了机械能守恒定律的验证，实验时将纸带拉直使重物由静止释放。某次实验时得到如图2所示的纸带，纸带上的各点均为计时点，已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g。 回答下列问题： （1）由图2中的数据可求出打下计时点3时重物的速度_______； （2）根据纸带测量数据，分别测出计时点2、3、4、5到点1的距离，用表示，假设重物下落过程机械能守恒，由对应依次算出纸带速度的理论值，描绘出如图3甲所示的图线，则该图线的斜率应为______（用题中给出的物理量表示）； （3）又由纸带上各计时点间的距离依次算出在点1、2、3、4、5时重物的实际速度，根据得出的实验数据描绘出如图3所示的图线，发现实际速度与理论速度间的差值越来越大，出现这种现象的原因可能是______。 【答案】          2g     重物速度越大，重物和纸带受到的阻力越大 【详解】（1）[1]匀变速直线运动某段时间内中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，所以打下点3时重物的速度为 （2）[2]设打点1时重物的速度为v0，由机械能守恒定律有整理得所以 （3）[3]设重物和纸带运动过程中所受阻力大小为f，根据动能定理有整理得 真实速度与理论速度间的差值越来越大，即v2-h图像的斜率逐渐减小，说明重物速度越大，重物和纸带受到的阻力越大。 3．在“验证机械能守恒定律”的实验中： （1）为了减小实验误差，应该选择___________ （填“甲”或 “乙”）图来完成这个实验。 （2）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是___________。 A．交流电源　　　B．刻度尺　　　C．天平（含砝码） （3）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图所示的一