第5节科学验证:机械能守恒定律知识点题库

“蹦极”是一项勇敢者的运动。如图所示，O为弹性橡皮绳自然长时下端所在的位置，某人用弹性橡皮绳拴住身体自高空P处自由下落， Q为下落的最低点。则从O到Q的过程中，此人的（）

A . 动能逐渐减小 B . 机械能保持不变 C . 速度先减小后增大 D . 加速度先减小后增大

如图所示表示撑杆跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆、落地(未画出)．在这几个阶段中有关能量转化情况的说法，不正确的是(　　)．

A . 助跑阶段，身体中的化学能转化为人和杆的动能 B . 起跳时，人的动能和化学能转化为人和杆的势能 C . 越过横杆后，人的重力势能转化为动能 D . 落地后，人的能量消失了

如图所示，质量均为m的三个光滑小球A、B、C用两条长均为L的细线相连，置于高为h的光滑水平桌面上（L＞h），A球刚跨过桌边，若A球、B球相继下落着地后均不再反弹，则C球离开桌面时速度的大小为多少？（不计B、C球经桌边的动能损失）

伽利略在研究运动和力的关系时，曾经考虑了一个无摩擦的理想实验：如图所示，在A点处悬挂一个摆球，将摆球拉至B点处放手，摆球将摆到与B等高的C处；假若在A点正下方的E处钉一钉子，摆球的运动路径会发生改变，但仍能升到与开始等高的D处．如果图中的摆线长为l，初始时刻摆线与竖直线之间的夹角为60°，重力加速度为g．求：

（1）摆球摆到最低点O时速度的大小；
（2）将E处的钉子下移，当钉子与A的距离至少多大时，摆球摆下后能在竖直面内做完整的圆周运动．

在探究功与速度变化的关系的实验中，某同学在一次实验中得到了一条如图所示的纸带，这条纸带上的点两端较密，中间稀疏，出现这种情况的原因可能是（）

A . 电源的频率不稳定 B . 木板的倾斜程度太大 C . 没有使木板倾斜或木板倾斜的程度太小 D . 小车受到的阻力较大

某研究性学习小组用图甲装置来验证机械能守恒定律， $\text{[math]}$ 处与 $\text{[math]}$ 处的光电门间的高度差为h。小球从铁杆顶端O由静止释放，并通过光电门。

（1）用螺旋测微器测量小球的直径，其示数如图乙所示，则小球的直径为.
（2）若小球的直径用d表示，小球通过光电门 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 时遮光时间分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小为g，则小球通过光电门 $\text{[math]}$ 时速度大小为.(用对应物理量的符号表示)
（3）实验中，若 $\text{[math]}$ =(用题中涉及的物理量的符号表示)，即可验证机械能守恒定律.

如图所示，绝缘光滑半圆轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E，在与环心等高处有一质量为m、电荷量为+q的小球，由静止开始沿轨道运动，下列说法正确的是（）

A . 小球在运动过程中机械能守恒 B . 小球经过最低点时电势能最大 C . 小球经过环的最低点时对轨道压力等于

D . 小球经过环的最低点时对轨道压力等于3

利用如图所示实验装置来验证机械能守恒定律.通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中小铁球经过光电门B时，毫秒计时器(图中未画出)记录下小铁球的挡光时间t.实验前调整光电门位置，使小铁球下落过程中，小铁球球心垂直细激光束通过光电门，当地重力加速度为g.

（1）为了验证小铁球下落过程中机械能是否守恒，还需要测量的物理量是________.
A．A点距地面的高度H
B．A、B之间的距离h
C．小铁球从A到B的下落时间t_AB
D．小铁球的直径d
（2）小铁球通过光电门时的瞬时速度v＝；要验证小铁球下落过程中机械能是否守恒，只需验证等式是否成立即可(用实验中测得物理量的符号表示).

用如图甲的器材做验证机械能守恒定律的实验，让质量为1. 00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点。图乙为选取的一条符合实验要求的纸带，在纸带上选取三个连续的点A、B、C，其中O为重锤开始下落时记录的点，各点到O点的距离如图所示。已知当地的重力加速度g=9. 8m/s² ，实验使用的计时器每隔0. 02s打一个点。（计算结果保留3位有效数字）

图片_x0020_100014

（1）打下B点时，重物的速度值为m/s；
（2）从O点到B点，重物重力势能的减少量为J，动能的增加量为J；
（3）实验结果发现动能的增加量总略小于重力势能的减少量，其原因。

如图所示，是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置。（g取9.80m/s²）

图片_x0020_819676187

（1）选出一条纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz的交流电。用分度值为1mm的刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.90cm，OC=27.06cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为1.00kg。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了J；打点计时器打到B点时重锤的速度v_B=m/s，此时重锤的动能比开始下落时增加了J。（结果均保留三位有效数字）
（2）某同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以 $\text{[math]}$ 为纵轴画出了如上图的图线。图线的斜率近似等于。
A.19.6 B.9.80 C.4.90

图线未过原点O的原因是

图甲为验证机械能守恒定律的实验装置，通过电磁铁控制的小铁球从A处自由下落，毫秒计时器(图中未画出)记录下小铁球经过光电门B的挡光时间t，小铁球的直径为d，用 $\text{[math]}$ 作为球经过光电门时的速度，重力加速度为g。

（1）用游标卡尺测得小铁球的直径d如图乙所示，则d＝mm；
（2）实验中还需要测量的物理量是________；

A . A距地面的高度H B . A,B之间的高度h C . 小铁球从A下落到B的时间t_AB
（3）要验证小铁球下落过程中机械能是否守恒，只需验证等式是否成立即可(用实验中测得物理量的符号表示)；
（4）某实验小组测得小球动能的增加量ΔE_k总是稍大于重力势能的减少量ΔE_p ，原因可能是。(写出一个即可)

如图所示，在竖直平面内有一半径为R的 $\text{[math]}$ 圆弧轨道，半径OA水平，OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，不计空气阻力，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知PA=2.5R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中：（）

图片_x0020_100005

A . 重力做功2.5mgR B . 动能增加1.5mgR C . 克服摩擦力做功0.5mgR D . 机械能减少mgR

美国的NBA篮球赛非常精彩，吸引了众多观众。经常能看到这样的场面：在终场前0.1s的时候，运动员把球投出且准确命中，获得比赛的最后胜利。已知球的质量为m，运动员将篮球投出，球出手时的高度为h₁、动能为E_k、篮筐距地面高度为h₂。不计空气阻力。则篮球进筐时的动能为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

如图所示。光滑水平面上有A，B两辆小车，质量均为m=1kg。现将小球C用长为0.2m的细线悬于轻质支架顶端，m_C=0.5kg。开始时A车与C球以v_C=4m/s的速度冲向静止的B车若两车正碰后粘在一起。不计空气阻力。重力加速度g取10m/s²。则（）

图片_x0020_291080299

A . A车与B车碰撞瞬间。两车动量守恒，机械能也守恒 B . 小球能上升的最大高度为0.16m C . 小球能上升的最大高度为0.12m D . 从两车粘在一起到小球摆到最高点的过程中，A，B，C组成的系统动量

光滑水平面上放有一表面光滑、倾角为 $\text{[math]}$ 的斜面体 $\text{[math]}$ ，质量为 $\text{[math]}$ 、底边长为 $\text{[math]}$ ，如图所示。将一质量为 $\text{[math]}$ 、可视为质点的滑块 $\text{[math]}$ 从斜面的顶端由静止释放，则在滑块 $\text{[math]}$ 下滑到斜面底端的过程中，下列说法中正确的是（）

A . A对B做功为零 B . A和B构成的系统机械能守恒、动量不守恒 C . A和B构成的系统机械能不守恒、动量守恒 D . 斜面体向左滑动的距离为 $\text{[math]}$

一质量为m的烟花弹获得动能 $\text{[math]}$ 后，从地而竖直升空。当烟花弹上升到最大高度时，弹中火药爆炸将烟花弹弹壳炸成质量相等的两部分，它们的速度大小相等且均沿水平方向，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量。

（1）求烟花弹从地而开始上升所能达到的最大高度h；
（2）若烟花弹弹壳恰好落到以地面上发射点为圆心，R半径为的圆周上，求爆炸时烟花弹弹壳获得的速度大小v。

质量为m=1kg的滑块（可视为质点）从滑道A点由静止自由下滑，经B点越过一条横沟到达平台C点时，其速度刚好在水平方向，接者平滑地滑上静止放在平台上的斜面体。已知A、B两点的垂直高度为0.2m，玻道在B点的切线方向与水平面成30°角，滑道和平台不计摩擦且平台足够长，重力加速度大小取g= 10m/s²。

（1）求滑块离开B处的速率v_B；
（2）求B、C的垂直高度差h及沟宽d；
（3）若斜面体质量为滑块质量的9倍，斜面倾角为30°，滑块在斜面上滑行距离为L=0.15m时到达最大高度而且恰好不能再下滑（可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。求滑块与斜面间的动摩擦因数μ以及两者间因摩擦产生的热量Q。

如图所示，滑槽A紧靠左边固定挡板，静止在光滑水平面上，质量 $\text{[math]}$ ，其左侧是半径R=1.8m的光滑 $\text{[math]}$ 圆弧，右侧是长 $\text{[math]}$ 的水平台面，质量为 $\text{[math]}$ 可视为质点的小滑块B置于滑槽A顶端，B与A水平部分的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，宽度 $\text{[math]}$ 的粗糙平台MN与A右侧等高，N处有一个弹性卡口，现让小滑块B从图中位置由静止释放，滑至A右端时恰好与A达到共同速度，当B通过M、N区域后碰撞弹性卡口的速度v不小于2m/s时可通过弹性卡口，速度小于2m/s时以原速率反弹，重力加速度 $\text{[math]}$ ，求：

（1）滑块B刚下滑到圆弧底端时受到的支持力N的大小；
（2） A、B达到共同速度时速度 $\text{[math]}$ 的大小；
（3）若B与MN之间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，讨论因μ的取值不同，B在MN平台上通过的路程。

如图所示，质量均为 $\text{[math]}$ 的物体A和B（均视为质点）分别系在一根轻质细绳的两端.细绳跨过固定在倾角 $\text{[math]}$ 的斜面顶端的定滑轮上，斜面固定在水平地面上。开始时把物体B拉到斜面底端，这时物体A离地面的高度 $\text{[math]}$ 。若斜面足够长，物体B与斜面、细绳、滑轮间的摩擦均不计，从静止开始放手让它们运动。取重力加速度大小 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。

（1）求物体A着地前瞬间的速度大小v₁；
（2）若物体A着地前瞬间物体B与细绳断开，求从此时刻起物体B又回到斜面底端时的速度大小 $\text{[math]}$ 和所需的时间t。

我们来讨论一个简单的运动过程，某次投篮，一同学将质量为m的篮球从h高处出手，进入离地面H高处篮筐时速度为v，若以出手时高度为零势能面，将篮球看成质点，忽略空气阻力，对篮球下列说法正确的是（）

A . 进入篮筐时重力势能为mgH B . 在刚出手时动能为 $\text{[math]}$ C . 进入篮筐时机械能为 $\text{[math]}$ D . 经过途中P点时的机械能为 $\text{[math]}$

第5节 科学验证:机械能守恒定律 知识点题库

第5节科学验证:机械能守恒定律知识点题库