提分集训(34)验证机械能守恒定律-【金榜题名】2026年高考物理一轮总复习提分集训

6.解析：(1)根据能量守位，合外力对物块做的功等于物块在P点 其中木块5最远位移分为两段，前半段位移为 时的机械能W令=E。 中maL-立ar+nR 4==41X1.025-3.2m 81 后半段为滑块与木块5和6一起匀减速，根据两端的运动学公式 解得2-2m2/s 2=2ak1 由轨道支持力提供向心力公式F、-"mg-0.01X2N-0.2N 2-2a木's2 0.1 (2)滑块能够到达C点的条件为，动能不小于在喝轨道最高点的 解得一华 -0.5×4×L.025-3.2-4X1.025,3.2m a木 81 81×2 重力劳能Ek≥E 所以木块5运动的最远距离 即2mw2≥mg2R m-1+2=4X1.025-3.2+1X10253.2=0.0167n 81 81×2 得≥4m2/s 答案：(1)0.2N(2)滑块加速度满足1m/≤a≤2m/s2时， 由匀加速直钱运动推导公式2-2aL带入可得2aL≥4m/s E-0.02a(3)1m/s2≤a≤1.025m/s3m=0.105m/s a≥1m/s2 xm=0.0167m 同时由最大摩擦力为滑动摩擦力可知滑块的最大加速度为 umx=41g=0.2X10m/s2=2m/s 提分集训（三十四） 所以滑块能够滑到C的条件为 1,解析：(1)应手提纸带上鹅使纸带竖直，同时使重物靠近打点计 1 m/s sas2 m/s 时器，由静止释效，故选B 由动能公式结合匀加速直线运动推导公式可得动能与加地度的 (2)根据匀变述直线运动中间时刻的瞬时递度等于该过程平均速度 关系是民，-之m2-之m2aL-mL-0.01×aX2=0,02d 可得打点“13”时，重锤下落的连度大小1-06069073m/: 2×0.02 (3)①滑块过C,点在木块上滑动时，木块整体受到水平向右滑块 -3.34m/s 给的摩婆力与水平向左地面给的摩擦力，当水平向右的摩擦力 (3)某同学用纸带的数据求出重力加速度g=9.77m/s,并用此 大于水平向左摩擦力时，木块将水平向右匀加速运动，当递度与 g值计算得出打点“1”到“13”过程重擾的重力势能减小值为 滑块作匀减连透动的速度相同时，两者保持相对静止作匀减遂 5,09m,另计算得动能增加值为5.08m(m为重锤质量)，则该结 运动。木块所受水平向右的摩擦力为 果不能验证机械能守恒定律，理由是：孩同学求出的9,77/ f右-2mg-0.4×0.01×10N=0.04N 是重锤受列空气阻力时做匀加追运动的加速度a=9,77m/s2, 木块所受水平向左的摩擦力为f左=两(M十m)g=0.1X(n× 不是当地的重力加速度，5.09m也不是重力势能的诚少量.没有 0.01+0.01)×10N-0.01(n+1)N 当地的重力加速度的数值，无法求出重力势能的诚少量，所以无 所以当滑块滑到木块5上时，木块5和6开始向右作匀加速直线 法脸证机械能守恒定律，故进B. 运动，此时木块所受水平向左的摩擦力大小为「左一0.03N 答案：(1)B(2)3.31(3)不能B 木块5和6向右的加速度为 2,解析：(1)为诚小实验误羞，实验时应选用密度较大的小球， ak-±，/生-004-0.03 2M 0.02 m/s2-0.5m/s 2球2过光电门时的度=是-，8m 滑块能够滑动到木块5上面，别其动能不小于滑块从C到木块5 (3)从释放到竖直位置，系统减少的重力势能为 的摩擦力对滑块微的功E≥W △Ep=mgL+2mgL=1.47J 即0.02a≥地mg4d得a≥0.8m/2 由u一ar可得小球1的逸度为叫一受-2.4m/s 而所以滑块能够滑到C的条件为1m/s≤a≤2m/s2已经满足 滑上木块5.而滑块静止在木块5而不滑上木块6的条件是，滑 系统增加的动能为瓦一号m时十分m时-1.41J 块离开木块5前与术块具有相同递度，根据能量守恒 (4)△E。与△Ek之间存在差异是因为存在空气阻力、摩擦阻力. E=Ek来十Ek56十Q$#挡 答案：(1)较大(2)4.8(3)1.471.44(4)存在空气阻力、摩 即0.02a=号m2+22M+ms(4d+d)+g3mg 擦阻力 其中s为木块5和6与滑块速度相同时前进的位移，为滑块在 3,解析：(1)感光痕造间的时同阿隔T=2红=0,1s 木块5上面的位移，对木块运用匀加速直线运动推导公式 -24k￥-2×0.5x-8 散光来照射到B点时，细钢柱造度大小为-7么1-240/ 代入能量守恒公式得-4如-9：-3.2 8 在OB段，系统动能的增加量△B-合2m十M0场≈1.15J 滑块作初逸度为"1，加速度为口一均g的匀减速直线运动，木块 重力势能的减少量△E。-(M十m)gha一mghm≈l.18J 作初速度为0，加速度为0.5m/s2的匀加逸度直线运动，两者经 (2)从初始时激光笔对准K上某点开始选取连峡的n段，根据时 时间1速度达到相同，运用运动学公式一地g=0.5( 问关系有2mx=交m 求得1一是对滑块运行能量分祈武一号m-物mg4d 根据适动学公式有子以=d 求得6-4a-3.2 对木块连行运动学公式一宁kP 根据机械能守恤定锋有Mgd=子(M+2m) 解得=4a一3.2 81■ 将其代入l求得d'-32a-25.6 答案：0.12.401151.182)贤-号 72 4.解析：(1)A.实验中为了减小纸帝与打点计时露限位孔阿的摩擦 因为滑块要静止在木块5上面，所以'≤d 阻力，开始时纸带应竖直下垂并与系重馋A的如线在同一竖直 解得a≤1.025m/s 线上，故A正确：B,应先接通打点计时器电源打点，然后再松开 综上所述滑块要静止与太块5上方，应满足 重让A向上运动，故B错误：C,打点结束后先关闭打点计时器 1m/s2≤u≤1.025m/s2. 电源，再将纸带歌下.故C错误.故选A. ②@根据①中可知，当a-1.025m/s木块5存在最大滤度m -24k8 (②)依题意，纸带上相郁点选间的时同间隔为T-子-0,02s 5-如23.2_4×1.025-3.2 重锤A拖动纸带打出H点时的瞬时速度为 81 81 解得m-0.105m/s m-号-000a/s-1.1Bm 632 (3)如果本实验室电源频奉小于50H2,则计算肿时建度时所代4，选AD由题意知，运动员微自由落体运动的时间为山=0s 8 入的T值比实际值偏小，从而使醉时递度的测量值增大 (4)根据机械能守恒定律有 0,8s,在1一2时间内，网对运动员有作用力，根据动量定理得 (M+mgh(2Mm)v+Mgh (mg十F)(2-41)-m鸭一m,其中一8m/s一一10m/s, 解得F一一1950N,即网时透动员的平均作用力大小为190N 基理得mgh-立(2M+m加 A正确：从自由下落开始到蹦至离水平网面最高处的过程中，运 动员动量的变化量为0，B错误：弹力的冲量大小为I一F|(2一) (5)对A、B,C整体根据牛顿第二定徐有 一1560N·$,C错误：适动员所受重力的冲量大小与弹力对运 (M+m)g-Mg=(2M+m)a 动员的冲量大小相等，即1560N·s,D正确， 理得亡兴·+日 41 5.选CA风力小车的原理是消耗电能，先转化成风能，再推动小 车运动，所以是电能转化为小车的动能，故A错误： 由题意可知k 2M B1时间内叶片排开的空气质量为m一S,故B错误： C.由动量定理可得叶片匀地旋转时，空气受到的推力为 解得M-号 F-严-S·y-pS,根据年顿第三定律可知室气对小车的 答案：1)A（(21.13(3)偏大()mh-号(2M+m) 推力为S2,故C正确： D.叶片匀论旋转时，单位时间内空气流动的动能为 6)竖 E-号m2-号pSu·2-A5,故D错溪，藏选C 5.解析：(1)设初始位置时，细线与竖直方向角为0， 6.选BAB.将水喷到窗口时的过程的递过程看做是平抛运动，则 则细线拉力最小值为Tmin=mgeos日 水喷到窗口时的速度 到最低点时细线挂力最大，则mgl(1一c0s0)一乞mt =-5√贪-15X√x8-西m=15m 10 T一mg-m号 每秒喷出水的质量必=3义10kg/s=50kgs 60 联立主可得Tmk一3mg一2Tmim 即若小钢球摆动过程中机械能守恒，则图乙中直钱斜率的理论 值为一2. 水泵对水微功的功幸的为P-里_m十宁m (2)由图乙得直线的斜率为=-1.77.35=一2.1 0.20 -50×10X5+号×50×152≈88X10W,选项A错误，B 纵戴距为3mg=1.77N 正确： 则小钢球的重力为mg=0.59N. (3)孩实验系统误差的主要来源是小钢球摆动过程中有空气阻 CD,水喷帮到窗户上由动量定理-Fa-0一mu,解得F-是 力，侵得机械能减小，故C正确. 50X15N一750N,接项CD错误.故选B. 答案：(1)-2(2)-2.10.59(3)C 7,选BCA.火箭受到的高压气体推力，阻力不断变化，重力不变， 根据动量定理可知，合外力的冲量等于动量变化，动量改变量不 提分集训（三十五） 确定，则三者冲量和不确定，故A错误： 1.选AA.根据F一1图像可知，0~2s内合力的冲量为 B.火箭逸度接近家点时再点火飞向太空，火箭受力基本平衡，故 I5=2X2N·8=4N·8 高压气体对火箭的推力大小约等于火箭受到重力和阻力的合 根据动量定理可得IF=y一0， 力，则高压气体的推力对火箭冲量约等于火箭受到重力和阻力 解得1一2s时物块的动量大小为p:=g一4kg·m/8,故A 的冲量之和，故B正确： 正确： C,发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近 B.根据F一1图像可知，0一38内合力的冲量为 零时再点火飞向太空，则火箭的速度先变大后变小，则一定会有 Te-2×2N·8-1×1N·s-3N·s 某段时间内动量变化为零，故C正确： 根据动量定理可得1广下一加的一0， D.根据功能关系可知，高压气体的推力，空气祖力和重力对火蘭 解得1一3s时物块的动量大小为p一一3kg·m/s,故B 微功之和等于火箭动能的增加量，故D错误：故选BC, 错误 8.法BDA设△1时间内，从水枪喷出的水的体积为△V,质量为 C1s一45过程中，物体受到的合力不为0，物体的动量不守恒， △m,则△m=pAV,△V=Sa/=xDA, 故C错误： D.根据F一1图像可知，1s一2s内和2s一1s内，合外力的冲量 流量0-兴- 大小相等，但方向相反，故D错误，故选A. A错误： 2选D报搭动能定理可知W,-m(2o)-m-号m B,△！时间内水枪喷出的水的动能为 w:=号m(50)2-号m(2o)2=受m,可得W,=7w1,由于接 8 TpDvL. 度是关量，具有方向，当初、未递废方向相同时，动量变化量最 则高压水枪在此期间对水做功为W=E一宫D心， 小，方向相反时，动量变化量最大，因此冲量的大小范围是 11≤3mw,3m12≤7mp,可知12≥11，故D正确， 高瓜水枪的功单为P-罗-名D,B正殊 玉.选AA极据动能定理有Fd十R,山一立m, C,考虑一个极短时间△'，在此时间内喷到着火物上水的质量为 m,设着火物对水柱的作用力为F,由动量定理得F△1'=mu 解得 /2(Fd+F2,故A正确： △'时间内冲到着火物上水的质量为 1 B,针鞘到达目标组织表面后，继续前进d诚速至零，有 m=子aDa,解得F-D,由牛领第三定排可知，水 Ek一Fgdg,故B错误t 柱对着火物的平均冲力为F=F=是nDt,C错误： C,针鞘运动d的过程中，竟服阻力微功为F2d,故C错误： D。当高压水枪水平向前喷出高压水流时，水流对高压水枪的作 D.针鞘运动d的过程中，动量变化量大小△p=√②mE= 用力水平向后，由于高压水枪有重力，根据平衡条件，手对高压 √②mFd,故D错溪，故透A. 水枪的作用力方向斜向前上方，D正确.故选BD, 633提分集训（三十四） 验证机械能守恒定律 1.(2024·浙江6月选考)在“验证机械能守恒定律” (2)已选好质量均为m=0.1kg的两个相同的小球 的实验中 做实验，已知L=50cm,球2的直径d=1.92cm,球 (1)下列操作正确的是 2过光电门的遮光时间△t=0.004s,则球2过光 电门时的速度v= m/s.(结果保留两位 有效数字) (3)已知当地的重力加速度大小g=9.8m/s2,从释 放到竖直位置，系统减少的重力势能为 J、系 统增加的动能为 J,可知在误差允许的范 围内系统在该运动过程中机械能守恒.（结果均保 留三位有效数字) (2)实验获得一条纸带，截取点迹清晰的一段并测 (4)由第(3)问的计算结果可知△E,与△E之间 得数据如图所示，已知打点的频率为50Hz,则打 点“13”时，重锤下落的速度大小为 存在差异，你认为造成的原因是 m/s (保留三位有效数字). 3.某同学用如图(a)所示的装置验证机械能守恒定 0 13 4 律.不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮，轻绳两端分 1.77 单位：cm 别连接物块P与感光细钢柱K,两者质量均为m 3.98 -41.28 =100g.钢柱K下端与质量为M=200g的物块 47.33 Q相连.铁架台下部固定一个电动机，电动机竖直 53.83 转轴上装一支激光笔，电动机带动激光笔绕转轴 60.69 在水平面内匀速转动，每转一周激光照射在细钢 (3)某同学用纸带的数据求出重力加速度g= 柱表面时就会使细钢柱感光并留下痕迹.初始时 9.77m/s2,并用此g值计算得出打点“1”到“13” P、K、Q系统在外力作用下保持静止，轻绳与细钢 过程重锤的重力势能减小值为5.09m,另计算得 柱均竖直（重力加速度g取9.8m/s2). 动能增加值为5.08n(m为重锤质量)，则该结果 (填“能”或“不能”)验证机械能守恒定律， 理由是 ( 感光细 佣柱R A.在误差允许范围内 B.没有用当地的重力加速度g 电，动机 2.(2025·山西晋中模拟)某实验小组利用光电门等 器材“验证机械能守恒定律”，原理如下：轻杆上固 定着两个相同的小球1和小球2，转轴O到小球 日激光笔 1、小球1到小球2距离均为L,轻杆可绕轴O在 竖直面内转动.现将轻杆拨到与轴O等高的水平 位置后由静止释放，小球2的球心正好通过位于 轴O下方的光电门计时器. h. c 图b) 4仙/rad·sl 0 tis 图c (1)实验桌上有若干个球供选用，为减小实验误 差，实验时应选用密度 (填“较大”或 “较小”)的小球. 图 406 (1)开启电动机，待电动机以角速度w=20πrad/s (3)如果本实验室电源频率小于50Hz,则瞬时速 匀速转动后，将P、K、Q系统由静止释放，Q落地 度的测量值 (填“偏大”或“偏小”). 前，激光在细钢柱K上留下感光痕迹，取下K,测 (4)已知重锤A和B的质量均为M,某小组在重 出感光痕迹间的距离如图(b)所示：hA=38.40cm, 锤B下面挂质量为m的重物C,由静止释放重物 hg=60.00cm,hc=86.40cm.感光痕迹间的时间 C来验证系统运动过程中的机械能守恒.某次实 间隔T= s,激光束照射到B点时，细钢 验中测量A上升h高度时对应的速度为v,取重 柱速度大小为g= m/s.经判断系统由 力加速度为g,若系统机械能守恒，应满足的表达 静止释放时激光笔光束恰好经过O点，在OB段， 式为 系统动能的增加量△Ek= J,重力势能 (5)另一小组改变重物C的质量m,测得多组m 的减少量△E。 J,比较两者关系可判断 系统机械能是否守恒.（该小问除第一空外，其余 及对应的加速度a,作出。一六图线如图丙所示， 计算结果均保留三位有效数字)》 图线的纵轴截距为b,斜率为k,则重锤A的质量 (2)选取相同的另一感光细钢柱K,若初始时激光 M= .(用b、k表示) 笔对准K上某点，开启电动机的同时系统由静止 释放，电动机的角速度按如图(c)所示的规律变 化，图像斜率为k,记录下如图(d)所示的感光痕 迹，其中两相邻感光痕迹间距均为d.当得满足 即可证明系统在运动过程中机械能守 恒（用含字母d、k、g、π的表达式表示）， 丙 4.(2025·江苏模拟)阿特伍德机是著名的力学实验 5.(2022·湖北高考)某同学设计了一个用拉力传感 装置.绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重锤 器验证机械能守恒定律的实验.一根轻绳一端连 A和B,在B下面再挂重物C时，由于速度变化不 接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图甲 太快，测量运动学物理量更加方便 所示.拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢 球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力 传感器示数的最大值Tmax和最小值Tmin·改变小 钢球的初始释放位置，重复上述过程，根据测量数 据在直角坐标系中绘制的Tmax一Tmi图像是一条 直线，如图乙所示 C TafN 打点计时器 1.80: 1.75i 纸带 1.701 甲 拉力 1.65 (1)如图甲所示，在重锤A下方固定打点计时器， 传感器 1.60 用纸带连接A,测量A的运动情况.下列操作过程 1.551 正确的是 数据 1.50 A.开始时纸带应竖直下垂并与系重锤A的细线 采集器1.45i 在同一竖直线上 十 1.40 B.应先松开重锤让A向上运动，然后再接通打点 1.35出出H 0.000.050.100.15020T/N 计时器电源打点 甲 乙 C.打点结束后先将纸带取下，再关闭打点计时器 (1)若小钢球摆动过程中机械能守恒，则图乙中直 电源 线斜率的理论值为 (2)某次实验结束后，打出的纸带如图乙所示，已知 (2)由图乙得：直线的斜率为 ,小钢球的 打点计时器所用交流电源的频率为50Hz,则重锤A 重力为 拖动纸带打出H点时的瞬时速度为 N(结果均保留两位有效数字). m/s. (3)该实验系统误差的主要来源是 (单 (结果保留三位有效数字) 选，填正确答案标号) 0 1 3 4 9 A.小钢球摆动角度偏大 mlmmhhmbhmhmmmhm G i B.小钢球初始释放位置不同 C.小钢球摆动过程中有空气阻力 407