2025年高考物理复习七：验证机械能守恒定律（含解析） (2).pdf

实验抢分专练（七）验证机械能守恒定律

（40分钟40分）

1.（8分）（2023•长沙模拟）某兴趣小组用频闪影的方法验证机械能守恒定律，实验中将一钢球

从与课桌表面等高处的。点自由释放，在频闪仪拍的照片上记录了钢球在下落过程中各个

时刻的位置，整个下落过程的频闪照片如图所示。

（1）若已知频闪仪的闪光频率为％重力加速度为g,再结合图中所给下落高度的符号，为验证从O

点到刀点过程中钢球的机械能守恒成立，需验证的关系式为2gS7=o

⑵关于该实验，下列说法正确的是_。

A.实验开始时，先释放钢球再打开频闪仪

B.也可以用t^=2gS7计算出A点的速度，并用来验证机械能守恒

C.若已知闪光频率£该实验方案也可以测出当地重力加速度g的数值

（3）结合实际的实验场景，请估算闪光频率/应为（g取10m/s2）o

Al.HzB.5Hz

C.20HzD.100Hz

2.（8分）某同学利用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”，其中赤是四分之一圆弧轨道,。

点为圆心,半径为乙圆弧的最低点力与水平面之间的高度为H。实验时将一可看作质点的小球

从圆弧上某点由静止释放，量出此时小球与圆心连线偏离竖直方向的角度9。当小球滑到圆弧

最低点刀时将水平抛出,用刻度尺测出小球平抛的水平距离s。忽略所有摩擦及阻力，当地重力

加速度为g,试分析下列问题:

O

(1)小球在力点时的水平速度为=(用题给字母表示)。

(2)保持其他条件不变,只改变。角，得到不同的S值，以s2为纵坐标，以cos。为横坐标作图，如图乙

中的图线。所示。另一同学重复此实验,得到的52-cos6＞图线如图乙中的图线人所示，两图线不重

合的原因可能是

A.两同学选择的小球质量不同

B.圆弧轨道的半径匕不同

C.圆弧的最低点力与水平面之间的高度H不同

3(8.分)(2022-广东选择考)某实验小组为测量小球从某一高度释放，与某种橡胶材料碰撞导致

的机械能损失，设计了如图(a)所示的装置，实验过程如下：

一

数

字

计

时

器

_

(1)让小球从某一高度由静止释放,与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置,

使小球从光电门正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门。

⑵用螺旋测微器测量小球的直径,示数如图(b)所示,小球直径a=mm。

(3)测量时，应(选填或其中A为“先释放小球，后接通数字计时器”,B为“先接

通数字计时器，后释放小球”)。记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间和如

(4)计算小球通过光电门的速度，已知小球的质量为皿可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能

损失AE=(用字母秫、d、ti和，2表示)。

(5)若适当调高光电门的高度，将会_______(选填“增大”或“减小”)因空气阻力引起的测量误

差。

【加固训练】

(2023-海口模拟)某实验小组用如图1所示装置验证机械能守恒定律,已知当地重力加速度

为g。操作步骤如下：

p2cm

；IIIIILllllLI[

图1图2

(1)调整光电门位置使直径为d的小钢珠竖直下落过程中球心通过光电门B、C;

(2)用游标卡尺测量小钢珠的直径刁如图2所示,读数为mm;

(3)通过带有刻度尺的竖直杆测出光电门B、C间的距离h;

(4)小钢珠从力点由静止开始下落，经过光电门6、C,用数字计时器(未画出)记录挡光时间分别

为小，2；

(5)多次改变光电门B、C的位置，重复步