2024届高考物理一轮复习限时训练：机械能守恒定律

8.24机械能守恒定律定律限训 做题人： 崔国腾 组题人： 张晨亮 审核人： 郭真 回归基础练 1．(2023·黑龙江双鸭山市第一中学高三检测)做验证机械能守恒的实验时，学生按照图甲组装好装置，把打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上，反复做了很多次，最终仅选出4条点迹清晰的纸带．测量纸带起始两点距离时，学生用手机正对纸带与测量的刻度尺拍照，把照片放大到正常尺寸的10倍，测出了精度更高的数据，分别是：①1.50 mm，②2.00 mm，③1.92 mm，④2.49 mm，为了选出最理想的一条纸带，学生查询得到当地重力加速度g＝9.80 m/s2，通过推算，他们选择了编号为______________的纸带进行研究． 在选出的纸带上，0是打下的第一个点，在后面选取了3个连续的点，标上n－1、n、n＋1，测得它们与0点的距离如图乙所示．则从打下“0”点到打下第“n”点的过程中质量m＝1 kg的重锤动能的增加量ΔEk＝________ J，重锤重力势能的减少量ΔEp＝________ J，重锤下落的实际加速度a＝__________ m/s2，a≠g的原因是________________．(结果均保留3位有效数字) 易错易混综合练 2．（2021·河北·高三专题练习）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v，实验时滑块在A处由静止开始运动。 （1）某次实验测得倾角，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 ，系统的重力势能减少量可表示为 ，在误差允许的范围内，若，则可认为系统的机械能守恒。(用题中所给字母表示) （2）按上述实验方法，某同学改变A、B间的距离，得到滑块到B点时对应的速度，作出图像如图乙所示，并测得，则重力加速度 m/s2。 3．（2022·河北·高三专题练习）某同学设计了如图甲所示装置验证机械能守恒定律。A、B为材料不同的小桶，其中小桶位置A上装有遮光片，B内装有若干质量均为m的金属球，两个小桶用绕过光滑定滑轮的轻绳连接，竖直刻度尺下端固定有光电门。初态时系统静止，绳子拉力为Mg，记下遮光片在标尺上对准的位置。 （1）用游标卡尺测遮光片的宽度d，如图乙所示，则 cm。 （2）将小桶B内的一个小球放到小桶A中，然后由静止释放小桶A，记录遮光片通过光电门的遮光时间t，则遮光片遮光时小桶A的速度为 。 （3）将小桶B中的2个，3个，4个……n个小球转移到小桶A中，仍由静止释放小桶A，保持每次小桶A下落的初始位置不变，测得多个对应的遮光片遮光时间t，以为纵轴，以n为横轴，作出图象，通过刻度尺测出小桶A释放时遮光片到光电门的距离h，当地重力加速度为g，如果作出的图线为过原点的直线且图线的斜率等于 ，则可验证机械能守恒定律。 重点知识精准练 4．（2022·安徽·高三专题练习）某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，力传感器固定在天花板上，细线一端吊着小球，一端连在力传感器上传感器显示细线拉力的大小．小球的质量为m，当地的重力加速度为g． (1)实验开始前，用游标卡尺测出小球的直径，示数如图乙所示，则小球的直径D= mm．再让小球处于自然悬挂状态，测出悬线的长为L． (2)将小球拉离平衡位置使细线与竖直方向成一定的张角θ，由静止释放小球，使小球在竖直面内做往复运动，力传感器测出悬线的拉力随时间变化的关系如图丙所示，则小球运动到最低点时速度的大小为v= ．小球摆到最高点时与最低点的高度差h= (均用已知和测量物理量的符号表示) (3)验证机械能守恒定律成立的表达式为 。 难点知识突破练 5.某同学利用图甲装置探究“系统的机械能守恒”，该系统由钩码与弹簧组成，实验步骤如下∶ （1）首先测量出遮光条的宽度d。 a.测遮光条的宽度需要用图乙中的 （选填“C”或“D”） b.某同学用卡尺把遮光条夹紧后直接进行读数，如图丙所示读数为 cm。 （2）按图竖直悬挂好轻质弹簧，将轻质遮光条水平固定在弹簧下端，测出此时弹簧的长度x0；在铁架台上固定一个位置指针，