高三物理练习题及答案：机械能守恒定律

1、高三物理练习题及答案：机械能守恒定律1. 本实验中，除铁架台、夹子、低压交流电源、纸带和重物外，还需选用的仪 器是 ( )A.秒表B.刻度尺C.天平D.打点计时器2. 在“验证机械能守恒定律 的实验中(1) 不需测量或计算的物理量是 ()A.下落高度B.瞬时速度C.重物质量D.时间(2) 由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到了较大的阻力，这样会导致实验结果 mghmv2(选填“>或“3在一次验证机械能守恒定律实验中，质量 m=1kg 的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图 1 所示(打点间隔为0.02s)，单位cm.那么(1) 纸带的 端与重物相连 ;(2) 打

2、点计时器打下计数点 B 时，物体的速度 vB=;(3) 从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是 Ep= 匕过程中物体动能的增加量 Ek=(g取9.8m/s2);(4) 通过计算，数值上 Ep E填“ >“=或“ (5实验的结论是4. 在验证机械能守恒定律的实验中，打点计时器打点间隔为T,某一组同学得到了一条如图 2所示的纸带，在填写实验报告时甲、乙两个同学选择了不同 的数据处理方法：图2甲同学测出了 C点到第一点0的距离hoc，利用v=2ghOC计算得到了 C点 的速度，然后验证 mghOC 与 mv 相等 .乙同学测出了 A、B、C、D各点到第一点0的距离hA、hB、hC、hD

3、，利用 vB=、vC=计算B、C点的速度，然后验证了 mg(hC-hB)与mv-mv是否相等.请你对甲乙两位同学的做法逐一分析，不合理之处提出完善方法 .5. 在用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，得到如图 3 所示的一条纸带 .起始点0到A、B、C、D、E各点的距离分别为 hA、hB、hC、hD、hE.如果重 物的质量为m，打点计时器所用电源的频率为f，贝V在打B、D两点时，重物的速度 vB= ， vD=.如果选择起始点的位置为零势能参考点，那么在打 B、 D 两点时重物的机械能 EB=， ED=，假设 EBED，贝说明重物在下落过程中机械能守恒 .6. 在“验证机械能守恒定律 的实验中

4、， 利用重物拖着纸带自由下落通过打点计 时器并打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量分析，即可验证机械能守恒定 律.(1) 正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图4 所示.图中 0 点为打点起始点，且速度为零 .选取纸带上打出的连续点，标上 A、B、C测得其中E、F、G点距打点起 始点0的距离分别为hl、h2、h3重物的质量为 m,当地重力加速度为g, 打点计时器的打点周期为 为验证此实验过程中机械能是否守恒， 需要计算出从 打下0点到打下F点的过程中，重物重力势能的减少量 Ep=,动能的增加量 Ek=用题中所给字母表示)(2) 以各点到起始点的距离 h 为横坐标， 以各点速

5、度的平方 v2 为纵坐标建立直角坐标系，用实验测得的数据绘出 v2-h 图象，如图 5 所示：由 v2-h 图线求得重 物下落的加速度gf =m/s2结果保存三位有效数字)7. 在“验证机械能守恒定律 的实验中，打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度 g=9.80m/s2,某同学选择了一条理想的纸带，用刻 度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图6所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点， A 、B 、C、D 分别是每打两个点取出的计数点.根据以上数据，重物由O点运动到B点时，重物质量为 m(kg).求：(1) 重力势能的减少量为多少 ?(2) 动能的增加量是多少 ?(3)

6、根据计算的数据可得出什么结论 ?产生误差的主要原因是什么 ? 参考答案1. BD 测量下落高度需用刻度尺，打点计时器打出纸带并能标识时间，选B、D.2. (1)C(2)>解析(1)本实验需要验证 mgh与mv2的关系，所以不需要测量重物质量m，C正确.(2)重物在下落过程中克服阻力做功， 使减小的重力势能不能完全转化为动能， 所以 mgh>mv2.3. (1)O(2)0.98m/s(3)0.49J0.48J(4)>重物和纸带下落时受到阻力作用 (5)在实验误 差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量解析(1)纸带释放时速度较小，打点较密，先打距重物近的一侧，故O端与重

7、物相连.(2) B 点速度 vB=cm/s=0.98m/s(3) 从O点到打B点，重力势能减少量 Ep=mghB=1x 9.8 X 0.0501J=0.49J动能增加量 mv=0.48J;(4) 由中计算结果知 Ep>A E,因为重物和纸带下落时受到阻力作用；(5) 由(3)中计算结果可知，在实验误差允许的范围内，机械能守恒.4. 甲同学选择从0到C段验证机械能守恒，计算C点的速度用v=2ghOC的话,犯了用机械能守恒定律去验证机械能守恒的错误.计算 vC 可以选择 vC=.乙同学选择了从 B 到 C 段验证机械能守恒，由于 BC 较近，造成误差偏大， 选择 BD 段相对较为适宜 .5.

8、 ffmf2(hC-hA)2-mghBmf2(hE-hC)2-mghD=解析根据纸带上瞬时速度的计算方法，得vB= -f, vD= -f打 B 点时，重物的动能和重力势能分别为EkB=mv=m2=mf2(hC-hA)2EpB=-mghB. 此时重物的机械能EB=EkB+EpB=mf2(hC-hA)2-mghB ，同理EkD=mv=mf2(hE-hC)2 ，EpD=-mghD ， ED=mf2(hE-hC)2-mghD如果EB=ED，那么说明重物在下落过程中机械能守恒.6. (1)mgh2(2)9.71(9.64 9.77 均可)解析(1)从打下O点到打下F点的过程中，重物重力势能的减少量 Ep=mgh2， vF=动能的增加量 Ek=mv=.(2)由 mv2=mg h可得：v2=2g ',由 v2-h 图线可求得：图线的斜率 k=19.42由k=2g可得：物体下落的加速度g =9.71m/s2.7. (1)1.91mJ(2)1.86mJ(3)见解析解析( 1 )重力势能的减少量为 Ep减=mghOB=mt 9.8 ®.195=1.91m(J)(2) 重锤下落到 B 点时的速度vB=m/s=1.94m/s所以重锤从开始下落到 B 点增加的动能为 Ek增=mv=m<