2019高考物理一轮复习验证机械能守恒定律专
题练习（附答案）
在只有重力或系统内弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，但机械能保持不变。以下是验证机械能守恒定律专题练习，请大家仔细练习。
1.在验证机械能守恒定律实验中，要验证的是重物重力势能的减少等于它动能的增加，以下步骤仅是实验中的一部分，这些步骤多余或错误的有() A.用天平称出重物的质量
B.把打点计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来
C.把纸带的一端固定到重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重物提升到一定高度 D.接通电源，待打点稳定后释放纸带 E.用秒表测出重物下落的时间 【答案】AE
【解析】在验证机械能守恒定律实验中，需验证重力势能减少量mgh和动能增加量mv2之间的大小关系，若机械能守恒，则有mgh=mv2成立，两边都有质量，可约去，即验证gh=v2成立即可，故无需测质量，选项A多余;对选项E，测速度时，用的是纸带上的记录点间的距离和打点计时器打点的时间间隔，无需用秒表测量，因此选项E也多余.
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2.(2019年深圳模拟)在探究弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系实验中，弹簧长度的改变量可以利用刻度尺直接测量得到，而弹性势能的大小只能通过物理原理来间接测量.现有两组同学分别按如图K5-6-1甲(让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面)和乙(让滑块向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使滑块在气垫导轨上向右运动，通过相应的测量仪器可以测出滑块脱离弹簧后的速度)两组不同的测量方案进行测量.请写出甲图方案中弹性势能与小球质量及图中各量之间的关系Ep=________;图K5-6-1乙方案中除了仪器上得到滑块脱离弹簧后的速度外还要直接测量的量为________;两种方案的共同点都是将对弹性势能的测量转化为对________能的测量. 图K5-6-1
【答案】 滑块质量 动
【解析】由x=v0t，h=gt2可得小球平抛的速度v0=x，故弹簧的弹性势能Ep=mv=.乙图方案中测速装置能测出v0，故必须再测出滑块的质量，两种方案的共同点是将弹性势能的测量转化为对动能的测量.
3.(2019年海南卷)某同学用图K5-6-2甲所示的实验装置验证机械能守恒定律.已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，当地重力加速度大小为g=9.80 m/s2.实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图K5-6-2乙所示.纸带上的第一个
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点记为O，另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值.回答下列问题(计算结果保留3位有效数字)： 图K5-6-2
(1)打点计时器打B点时，重物速度的大小vB=________m/s; (2)通过分析该同学测量的实验数据，他的实验结果是否验证了机械能守恒定律?简要说明分析的依据. 【答案】(1)3.90 (2)见解析
【解析】 (1)由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知vB=，由电源频率为50 Hz可知T=0.02 s，代入数据可解得vB=3.90 m/s.
(2)本实验是利用自由落体运动验证机械能守恒定律，只要在误差允许范围内，重物重力势能的减少量等于其动能的增加量，即可验证机械能守恒定律.选B点分析，由于mv7.61 m，mghB=7.70 m，故该同学的实验结果近似验证了机械能守恒定律.
4.(2019年广州调研)用如图K5-6-3所示的装置做验证机械能守恒定律实验，打点计时器的打点周期为T，重锤的质量为m，重力加速度为g. 图K5-6-3
(1)完成下面部分实验步骤的有关内容 A.按图示的装置安装器件;
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