高一物理機械能守恒定律同步大綱

1、高一系列練習精彩點撥10部分1.高一物理 機械能守恒定律 同步達綱1如圖851所示，小球自a點由靜止自由下落，到b點時與彈簧接觸，到c點時彈簧被壓縮至最短，若不計彈簧的質(zhì)量和空氣阻力，小球由abc的運動過程中 A小球的動能逐漸減小 B小球的重力勢能逐漸減小C小球的機械能守恒 D小球的加速度逐漸減小2兩個質(zhì)量相同的小球A、B，分別用細線懸掛在等高的 、 、點，A球的懸線比B球的長， 如圖852所示，把兩球均拉到與懸線水平后由靜止釋放，以懸點所在平面為參考平面，到兩球經(jīng)最低點時的A. A球的速度等于B球的速度BA球的動能等于B球的動能CA球的機械能等于B球的機械能DA球?qū)K的拉力等于B球?qū)K的拉力

2、3某同學身高18m，在運動會上他參加跳高比賽，起跳后身體橫著越過了18m高的橫竿，據(jù)此可估算出他起跳時豎直向上的速度大約為(g取 )A2ms B4ms C6ms D8ms4如圖853所示，光滑的水平桌面離地面高度為2L，在桌的邊緣，一根長L的勻質(zhì)軟繩，一半擱在水平桌面上，另一半自然懸掛在桌面上，放手后，繩子開始下落，試問，當繩子下端剛觸地時，繩子的速度是多大? 參考答案【同步達綱練習】1. BC 點撥：小球的機械能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，小球和彈簧組成的系統(tǒng)的機械能守恒2. CD 點撥：A、B兩球蕩下時，繩的拉力不做功，只有重力做功，機械能守恒：另外 3B 點撥：算高度時要從該同學的重心量起，由

3、 ，得 4點撥：取地面為零勢能面，由機械能守恒定律得2高一物理 機械能守恒定律 同步達綱【同步達綱練習】1.下列敘述中正確的是( )A.合外力對物體做功為零的過程中，物體的機械能一定守恒 B.做勻速直線運動的物體機械能一定守恒C.做勻變速運動的物體機械能可能守恒 D.當只有重力對物體做功時，物體的機械能守恒2.從地面豎直上拋兩個質(zhì)量不同而動能相同的物體(不計空氣阻力)，當上升到同一高度時，它們( )A.所具有的重力勢能相等 B.所具有的動能相等 C.所具有的機械能相等 D.所具有的機械能不等3.如下圖所示，在粗糙斜面頂端固定一彈簧，其下端掛一物體，物體在A點處于平衡狀態(tài).現(xiàn)用平行于斜面向下的力

4、拉物體，第一次直接拉到B點，第二次將物體先拉到C點，再回到B點.則這兩次過程中( )A.重力勢能改變量相等 B.彈簧的彈性勢能改變量相等C.摩擦力對物體做的功相等 D.彈簧彈力對物體做功相等4.在人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運行的過程中，下列說法中正確的是( )A.動量和動能都守恒 B.動量和動能都不守恒，但機械能守恒C.動量不守恒，但動能守恒 D.動量和機械能不守恒5.物體由靜止出發(fā)從光滑斜面頂端自由滑下，當所用時間是下滑到底端所用時間的一半時，物體的動能與勢能(以斜面底端為零勢能參考平面)之比為( )A.14 B.13 C.12 D.126.光滑斜面A、B與水平方向的夾角分別為30與60，

5、自斜面底以相同速率沿斜面A向上拋出小球a，沿斜面B向上拋出小球b，則下述說法中正確的是( )A.a、b球上升最大高度相等 B.a、b球沿斜面的最大位移相等C.二球從拋出到返回時間相等 D.a球比b球先返回拋出點7.質(zhì)量1.0kg的鐵球從某一高度自由落下，當下落到全程中點位置時，具有36J的動能，如果空氣阻力不計，取地面為零勢能處，g取10m/s2，則( )A.鐵球在最高點時的重力勢能為36J B.鐵球在全程中點位置時具有72J機械能C.鐵球落到地面時速度為12m/s D.鐵球開始下落時的高度為7.2m8.在長1m的細線下吊一個2kg的小球，線上端固定，將線拉到與水平成30角時，從靜止放開小球，

6、當線與豎直方向30角時，小球速度大小為 m/s，當小球到懸點正下方時對線的拉力大小等于 N.9.豎直放置的輕彈簧下端固定在地面上，上端與輕質(zhì)平板相連，平板與地面間的距離為H1，如下圖所示.現(xiàn)將一質(zhì)量為m的物塊輕輕放在平板中心，讓它從靜止開始往下運動，直至物塊速度為零，此時平板與地面間的距離為H2.若取無形變時為彈簧彈性勢能的零點，則此時彈簧的彈性勢能Ep= .10.如下圖所示，ABC是一段豎直平面內(nèi)的光滑的1/4圓弧形軌道，圓弧半徑為R，O為圓心，OA水平，CD是一段水平光滑軌道.一根長R、粗細均勻的細棒，開始時正好擱在軌道兩個端點上.現(xiàn)由靜止釋放細棒，則此棒最后在水平軌道上滑行的速度為 .【

7、素質(zhì)優(yōu)化訓練】11.如下圖所示，在細線下吊一個小球，線的上端固定在O點，將小球拉開使線與豎直方向有一個夾角后放開，則小球?qū)⑼鶑瓦\動，若在懸點O的正下方A點釘一個光滑小釘，球在從右向左運動中，線被小釘擋住，若一切摩擦阻力均不計，則小球到左側(cè)上升的最大高度是( )A.在水平線的上方 B.在水平線上 C.在水平線的下方 D.無法確定12.如下圖所示，OA、OB、BC均為光滑面，OA=OB+BC,角，物體從靜止由O點放開，沿斜面到A點所需時間為t1，物體從靜止由O點放開沿OBC面滑到C點時間為t2，A、C在同一水平面上，則關(guān)于t1與t2的大小的下述說法中正確的是( )A.t1=t2 B.t1t2 C.

8、t1t2 D.條件不足，無法判定13.如下圖所示，有許多根交于A點的光滑硬桿具有不同的傾角和方向.每根光滑硬桿上都套有一個小環(huán)，它們的質(zhì)量不相等.設在t=0時，各小環(huán)都由A點從靜止開始分別沿這些光滑硬桿下滑，那么這些小環(huán)下滑速率相同的各點聯(lián)結(jié)起來是一個( )A.球面 B.拋物面 C.水平面 D.不規(guī)則曲面14.如下圖所示，三小球a、b、c的質(zhì)量都是m，都放于光滑的水平面上，b、c與輕彈簧相連，都靜止.a以速度0沖向b，碰后與b一起運動，在整個運動過程中( )A.三球與彈簧的總動量守恒，總機械能不守恒 B.三球與彈簧的總動量守恒，總機械能也守恒C.當b、c球速度相等時，彈簧的勢能最大 D.當彈簧

9、恢復原長時，c球的動能一定最大，b球的動能一定為零15.如下圖所示，A、B兩物體和輕彈簧相連接，放在光滑的水平面上，物體A緊靠豎直墻.現(xiàn)在向左施力F推物體B使彈簧壓縮，然后由靜止釋放，A將被拉離豎直墻.那么A、B與彈簧組成的系統(tǒng)，在A離開豎直墻以后的運動過程中，下列說法中正確的是( )A.系統(tǒng)的動量始終等于撤去外力時的動量 B.A與B的速度相同時，彈簧的彈性勢能最大C.彈簧出現(xiàn)的最短長度等于撤去外力時彈簧的長度 D.系統(tǒng)的機械能總等于撤去外力時彈簧的彈性勢能16.如下圖所示，分別用質(zhì)量不計不能伸長的細線與彈簧分別吊質(zhì)量相同的小球A、B，將二球拉開使細線與彈簧都在水平方向上，且高度相同，而后由靜

10、止放開A、B二球，二球在運動中空氣阻力不計，到最低點時二球在同一水平面上，關(guān)于二球在最低點時速度的大小是( )A.A球的速度大 B.B球的速度大 C.A、B球的速度大小相等 D.無法判定17.如下圖所示，光滑的軌道豎直放置，O為圓心，半徑為0.2m，A點比圓心高0.1m，質(zhì)量為0.1kg的小球通過A點時的速度大小為2m/s，則小球通過B點時的速度大小等于 m/s，對B點的壓力大小等于 N，小球最大上升高度比O點高 m.一 18.如上圖所示，在光滑水平面上有兩個物體，其質(zhì)量分別為mA=1kg,mB=2kg,A與墻面間連有一個輕彈簧，B以0=6m/s的速度向A運動，與A碰撞后粘合在一起繼續(xù)向右運動

11、而壓縮彈簧，則彈簧被壓縮至最大程度時具有的彈性勢能是 J.19.如下圖所示，一輕質(zhì)桿上有兩個質(zhì)量相等的小球A、B，輕桿可繞O點在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動.OA=AB=l，先將桿拉至水平面后由靜止釋放，則當輕桿轉(zhuǎn)到豎直方向時，B球的速度大小為 . 20.如上圖所示，圓弧軌道在豎直平面內(nèi)，半徑為R，高為h，一物體從底端沖上弧面，若不計摩擦，欲使物體通過圓弧頂端而又不脫離弧面，則物體在圓弧底端時的速率0應為 .21.如下圖所示，在長度一定的細線下方系一小球，線的另一端固定，使懸線與豎直方向成不同偏角(090)時無速釋放.則小球擺回到最低點P時，細線所受拉力的大小范圍是 . 22.如上圖所示，質(zhì)量相等的重物

12、A、B用繞過輕小的定滑輪的細線連在一起處于靜止狀態(tài).現(xiàn)將質(zhì)量與A、B相同的物體C掛在水平段繩的中點P，掛好后立即放手.設滑輪間距離為2a，繩足夠長,求物體下落的最大位移.23.一根長為L的細繩，一端拴在水平軸O上，另一端有一個質(zhì)量為m的小球.現(xiàn)使細繩位于水平位置并且繃緊，如下圖所示.給小球一個瞬間的作用，使它得到一定的向下的初速度.(1)這個初速度至少多大，才能使小球繞O點在豎直面內(nèi)做圓周運動?(2)如果在軸O的正上方A點釘一個釘子，已知AO=L，小球以上一問中的最小速度開始運動，當它運動到O點的正上方，細繩剛接觸到釘子時，繩子的拉力多大?24.黃河是我國也是世界上含沙量最多的大河.請回答下列

13、有關(guān)黃河成災和治理的幾個問題：(1)黃河的泥沙主要來自 .(2)根據(jù)河南省陜縣水文站多年的觀測資料，黃河平均每立方米河水含沙量高達 37.7kg.如果按該水文站所測黃河多年平均徑流量4.201010m3計算，黃河每年通過該 站輸往下游的泥沙有多少噸?如果把這些泥沙筑成上底寬0.6m，下底寬1.4m，高1m的沙墻，則沙墻可繞地球赤道多少圈?(地球半徑R=6370km,黃河泥沙的密度按 1.5gcm-3計算)(3)由于黃河成災的要害是泥沙，因此 是治黃的關(guān)鍵所在. (4)上圖是黃河兩岸人民利用黃河下游河床高懸的特點創(chuàng)造的引黃淤灌工程，實現(xiàn)了水沙資源的綜合利用，化害為利.該工程把多泥沙的黃河水引出堤

14、外，主要依靠 ，它的吸程(圖中h1)最多不能超過 m?如果某虹吸管的直徑為40cm，水面與堤腳的高差(圖中h2)為5m，則該虹吸管每秒可引水多少立方米?(不考慮水的粘滯力、管壁的阻力、摩擦力等的影響)【知識驗證實驗】隨著人類能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量利用率是人類所面臨的一重要任務.如下圖是上?！懊髦榫€”某輕軌車站的設計方案.與站臺連接的軌道有一小的坡度.請你從提高能量利用效率的角度，分析這種設計的優(yōu)點.解析：節(jié)能.列車進站時，利用上坡使部分動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，減少因為剎車而損耗的機械能；列出出站時，利用下坡把儲存的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，起到節(jié)能作用.(若從力的角度分析，也可)【知識探

15、究學習】2001年1月10日，我國航天試驗飛船“神舟二號”成功發(fā)射.“神舟二號”由中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心升空，在運行中進行了預定的空間科學實驗.它標志著我國航天事業(yè)邁出了重要步伐，是我國航天史上的重要里程碑.酒泉這個神圣的地方，據(jù)史書記載，大將軍霍去病曾帶兵鎮(zhèn)守此域，唐代大詩人的名句“大漠孤煙直，長河落日圓”，描寫的也是正是酒泉地區(qū)的風光，與此相距不遠的敦煌飛天女的神話故事，道出了華夏兒女亙古不滅的飛天夢想.新型“長征”運載火箭，將重達8.4噸的飛船送至近地軌道1，如下圖所示，飛船與火箭分離后，以速度7.2km/s繞地球做勻速圓周運動，經(jīng)過運行幾周，飛船調(diào)整后在Q點開啟發(fā)動機，短時間向外噴射高速

16、氣體使飛船加速，關(guān)閉發(fā)動機后，飛船沿橢圓軌道2運行，到達P點，開啟發(fā)動機再次使飛船加速，使飛船速率符合圓軌道3的要求，進入軌道3后繞地球做圓周運動.利用同樣方法使飛船離地球越來越遠，飛向廣袤的宇宙太空. “神舟二號”飛船采用20MHz的頻率向地面測控站發(fā)出無線電信號，報告飛行的速度、位置、姿態(tài)以及各種試驗情況.“神舟二號”在太空遨游了7天后，宛如嫦娥下凡，姍姍降落在我國的內(nèi)蒙古大草原.消息傳來，舉國歡慶.這次飛行試驗取得了豐碩成果，包括空間遙感、環(huán)境監(jiān)測以及空間材料、生命科學、天文和超重失重等科學試驗，取得了大量翔實的數(shù)據(jù)，為我國載入航天試驗提供了充分的技術(shù)資料.“神舟二號”飛船的試驗成功，再

17、一次表明，中國人民完全有能力獨立自主攻克尖端技術(shù)，在世界高科技領域占有一席之地.(1)軌道1離地面高度約 (已知地球半徑R=6400km,第一宇宙速度為0=7.9km/s)A.8000km B.1600km C.6400km D.4200km(2)“神舟二號”在軌道1上的動能為 J.(3)飛船在軌道2上從Q點到P點過程中，速率A.不變 B.增大 C.減少 D.無法確定(4)飛船在軌道1、2、3正常運行下，下列說法正確的是A.飛船在軌道3上的速度大于在軌道1上的速度B.飛船在軌道3上的速度小于在軌道1上的速度C.飛船在軌道1上經(jīng)過Q點的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點的加速度D.飛船在軌道2上經(jīng)過

18、P點的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點的加速度(5)飛船上的物體在下列哪些過程中處于超重狀態(tài)?A.加速上升過程 B.在圓軌道1上運行 C.在橢圓軌道2上運行 D.減速下降過程解析：(1)由物理知識可得/0=,求出h=1600km.(2)Ek=m2=2.21011J.(3)由機械能守恒定律，飛船Q到P，勢能增大，動能減小.(4)速度由=判斷.加速度由a=GM/r2判斷.(5)飛船具有向上加速度時，處于超重狀態(tài)，加速上升，減速下降時具有向上的加速度，選A、D.航天技術(shù)是當今科技制高點，航天問題是理科綜合的命題熱點.我國“神舟”號航天飛船的成功發(fā)射和近期“北斗”號導航衛(wèi)星的升空，標志著我國航天事業(yè)邁出

19、了新的步伐，航天問題涉及到理科的能量、速度、動力來源等問題，涉及到文科的地理知識、時政知識等. 答案1.C、D 2.C 3.A、B、D 4.B 5.B 6.A 7.B、C、D 8.2.71；4 9.mg(H1-H2) 10.【素質(zhì)優(yōu)化訓練】11.B 12.B 13.C 14.A、C 15.B、D 16.A ；6；0.3 18.6 19. 20. v0 21.mgT3mg 22.a 23.(1)；2mg3物理 機械能單元達綱檢測題【單元達綱檢測】一、選擇題(每小題3分，共30分)1.一物體從高處同一點沿不同傾角的光滑斜面滑到同一水平面，則( )A.在下滑過程中，重力對物體做的功相同B.在下滑過程

20、中，重力對物體做功的平均功率相同C.在物體滑到水平面的瞬間，重力對物體做功的瞬時功率相同D.在物體滑到水平面的瞬間，物體的動能相同2.自由落下的小球從接觸豎直放置的彈簧開始到彈簧壓縮到最大形變的過程中，( )A.小球的重力勢能逐漸變小 B.小球的動能逐漸變小C.小球的加速度逐漸變小 D.彈簧的彈性勢能逐漸變大3.質(zhì)量為m的汽車以恒定功率P在平直公路上行駛，汽車勻速行駛的速率為1，若汽車所受阻力不變，則汽車的速度為2(21時，汽車的加速度大小是( )A. B. C. D. 4.如下圖所示，設mAmB，不計滑輪的摩擦及質(zhì)量，在A物體下落的過程中，下列判斷正確的是( )A.物體A和B各自的機械能守恒

21、B.A和B組成的系統(tǒng)機械能守恒C.A和B組成的系統(tǒng)機械能不守恒D.A的機械能減少，B的機械能增加5.在光滑水平面有一平板車上站著一個人，人與車一起做勻速直線運動.此人手中拿著一個球，用如下兩種方法將球水平拋出：一次沿車前進方向拋出，對球做功為W1，所施沖量大小為I1；另一次沿與車運動相反方向拋出，對球做功為W2，所施沖量大小為I2.若兩次球離手時對地的速率相同，則兩次拋球過程比較( )A.W1=W2,I1=I2 B.W1W2,I1W2 C.W1=W2,I1I2 D.W1W2,I1I26.如下圖所示，木塊A放在木塊B上左端，用恒力F將A拉至B的右端，第一次將B固定在地面上，F(xiàn)做功為W1，生熱為Q

22、1；第二次讓B可以在光滑地面上自由滑動，這次F做的功為W2，生熱為Q2，則應有( )A.W1W2,Q1=Q2 B.W1=W2,Q1=Q2 C.W1W2,Q1Q2 D.W1=W2,Q1Q27.如下圖所示，長度相同的三根輕桿構(gòu)成一個正三角形支架，在A處固定質(zhì)量為2m的小球，B處固定質(zhì)量為m的小球，支架懸掛在O點，可繞過O點并與支架所在平面相垂直的固定軸轉(zhuǎn)動.開始時OB與地面相垂直，放手后開始運動.在不計任何阻力的情況下，下列說法正確的是( )A.A球到達最低點時速度為零B.A球機械能減少量等于B球機械能增加量C.當支架從左向右回擺時，A球一定回到起始高度D.B球向左擺動所能達到的最高位置應高于A開

23、始運動時的高度8.有一槽狀的光滑直軌道，與水平桌面成某一傾角固定.一可視為質(zhì)點的滑塊，從軌道頂端A點由靜止開始下滑，經(jīng)中點C滑至底端B點.設前半程重力對滑塊做功的平均功率為P1，后半程重力對滑塊做功的平均功率為P2，則P1P2等于( )A.11 B.1 C.12 D.1(+1)9.如下圖所示，小球做平拋運動的初動能為6J，不計一切阻力，它落到斜面P點時的動能為( )A.10J B.12J C.14J D.8J10.質(zhì)量為m的小球被系在輕繩的一端，在豎直平面內(nèi)作半徑為R的圓周運動，運動過程中小球受到空氣阻力的作用.設某一時刻小球通過軌道的最低點，此時繩子的張力為7mg，此后小球繼續(xù)做圓周運動，經(jīng)

24、過半個圓周恰能通過最高點，則在此過程中小球克服空氣阻力所做的功為( )A.mgR B.mgR C.mgR D.mgR二、填空題(每小題5分，共25分)11.一木塊靜止在光滑的水平面上，被一水平飛來的子彈擊中，子彈進入木塊的深度為2cm，木塊在水平面上移動了3cm,則產(chǎn)生的內(nèi)能與子彈損失的動能之比為 .12.如下圖所示，物體的質(zhì)量為m=2kg,滑輪的質(zhì)量和阻力不計，今用一豎直向上的力F=12N向上拉，使物體上升h=4m的高度，則在此過程中拉力所做的功是 J.(取g=10m/s2)13.下圖所示，質(zhì)量m=2kg的物體從10m高處由靜止下落，進入沙坑d=0.1m深處靜止.取g=10m/s2，物體在沙

25、坑中受到的平均阻力為 N.14.汽車以速度沿傾角為的斜坡勻速上行.若保持功率不變，汽車能以3大小的速度在這個斜坡上勻速下行.由此可知汽車與路面間的摩擦因數(shù)為 .15.物體A在甲、乙兩個恒力共同作用下從靜止開始沿如下圖中虛線做直線運動.若兩力方向與運動方向的夾角分別為和，則在移動位移s的過程中，兩力所做的功之比W甲W乙= .三、實驗題(15分)16.驗證“機械能守恒定律”的實驗采用重物自由下落的方法：(1)用公式m2=mgh時對紙帶上起點的要求是 ；為此目的，所選擇的紙帶第一、二兩點間距應接近 .(2)若實驗中所用重錘質(zhì)量m=1kg,打點紙帶如下圖所示，打點時間間隔為0.02s，則記錄B點時，重

26、錘的速度B= ，重錘動能Ekb= .從開始下落起至B點，重錘的重力勢能減少量是 ，因此可得出的結(jié)論是 .(3)根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點的速度，量出下落距離h,則以為縱軸，以h為橫軸畫出的圖線應是如下圖中的 .圖線的斜率表示 .四、計算題(17題6分，18、19、20題每題8分，共30分)17.如下圖所示，質(zhì)量為m的重錘從高h處自由下落，打在質(zhì)量為M的木樁上，重錘與木樁一起下沉距離s.求木樁在下沉過程中遇到的平均阻力.18.取離開地球無限遠處為重力勢能為零點.設地球質(zhì)量為M、地球半徑為R、萬有引力常量是G.已知一質(zhì)量為m、離地心距離為r的人造地球衛(wèi)星的勢能為Epr=-G.則該人造衛(wèi)星在距地面高度h處

27、繞地球作勻速圓周運動時所具有的機械能是多少?19.如下圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在光滑圓軌道的最低點A.現(xiàn)對m施加一大小不變、方向始終沿圓軌道切線方向的力，使物體沿圓周軌道運動圓周到達B點，在B點時立即撤去外力F.若要使物體在豎直圓弧軌道內(nèi)側(cè)能夠通過最高點作完整的圓周運動，問所施的外力F至少要多大?20.下圖所示為水平氣墊導軌，滑塊A、B用輕彈簧連接.今將彈簧壓緊后用輕繩系在A、B上，然后以恒定速度0向右運動.已知A、B質(zhì)量分別為m1、m2，且m1m2.滑動中輕繩突然斷開，當彈簧第一次恢復到自然長度時，滑塊A的速度剛好為零.求：(1)繩斷開到彈簧第一次恢復到自然長度過程中彈簧釋放的彈性勢能EP

28、；(2)在以后運動過程中，滑塊B是否會有速度等于零的時刻?試通過定量分析討論來證明你的結(jié)論.參考答案1.A、D 2.A、D 3.C 4.B、D 5.C 6.A 7.B、C、D 8.D 9.C 10.C 11.25 12.96 13.2020 14.2tan 15.tan/tan 16.(1)初速度等于零；2mm (2)0.59m/s;0.17J；0.17J；在實驗誤差范圍內(nèi)，重錘動能的增加等于重錘重力勢能的減少（3)C；重力加速度g 17.(M+m)g+ 18.- 19.mg 20.(1)v20 (2)B沒有速度為零的時刻，證明略.4驗證機械能守恒定律 知識精講1.實驗目的學會用打點計時器驗證

29、機械能守恒定律的實驗方法和技能.2.實驗原理在物體自由下落的過程中，只有重力對物體做功，遵守機械能守恒定律，即重力勢能的減少量等于動能的增加量.利用打點計時器在紙帶上記錄下物體自由下落的高度h，計算出即時速度，便可驗證物體重力勢能的減少量Ep=mgh與物體的動能增加量Ek=m2是否相等，即驗證gh是否等于2.3.實驗注意事項(1)安裝打點計時器時，必須使穿紙帶的兩個限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力.(2)接通電源前，穿過打點計時器的紙帶應平展不卷曲，提紙帶的手必須拿穩(wěn)紙帶，并使紙帶保持豎直，從而不致人為地增大摩擦阻力，導致機械能損耗.(3)實驗時，必須先接通電源，讓打點計時器工作正常后才能

30、松開紙帶讓垂錘下落，從而使紙帶下落的初速度為零，并且紙帶上打出的第一個點是清晰的一個小點.(4)選用紙帶應盡量挑選第1、2兩點間的距離接近2mm的紙帶，以保讓打第一個點時紙帶的速度為零.(5)測量下落高度時，都必須從起點算起，不能搞錯，選取的各個計數(shù)點要離起始點適當遠一些，以減小測量高度h值的相對誤差.(6)因驗證的是ghn,是否等于2n，不需要知道動能的具體數(shù)值，故無需測量重錘的質(zhì)量m.4.實驗誤差由于重物和紙帶在下落過程中要克服阻力(主要是打點紙帶所受的阻力)做功，所以勢能的減小量Ep稍大于動能的增加量Ek.【重點難點解析】本實驗重點是通過實驗驗證機械能守恒定律，難點是對機械能守恒條件的深

31、入理解及本實驗的原理、實驗器材的選用和誤差的分析.例1 在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，有如下可供選擇的實驗器材：鐵架臺、打點計時器以及復寫紙、紙帶、低壓直流電源、天平、秒表、導線、電鍵.其中不必要的器材是 ；缺少的器材是 .解析：不必要的器材是低壓直流電源、天平、秒表；缺少的器材有低壓交流電源、重錘、刻度尺.因為此實驗要利用重錘和紙帶系統(tǒng)做自由落體運動來驗證機械能守恒.實驗中通過打點計時器記錄重錘自由下落的運動情況，測量重物下落的高度h.和對應記錄點的速度n，通過計算mghn和m2n的值進行比較來驗證機械能守恒定律.顯然處理數(shù)據(jù)時，比較ghn和2n的值即可驗證機械能守恒定律是否成立.因此不

32、需要天平、秒表，但必須要有低壓交流電源、重錘和刻度尺.因為打點計時器工作電源是低壓交流電源而不是低壓直流電源.例2 在“驗證機械能守恒定律”的實驗中： (1)打點計時器的放置要求是 ；開始打點記錄時，應 .(2)如果以2/2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的h圖線是 ，該線的斜率是 .解析：(1)打點計時器底板平面要豎直夾穩(wěn)；先打開打點計時器，然后釋放重錘，讓它帶著紙帶自由下落.(2)通過坐標原點的一條傾斜直線，該線的斜率等于重力加速度.是因為：(1)只有打點計時器豎直夾穩(wěn)，才能保證限位孔與紙帶運動方向相同，以減少紙帶運動時和限位孔的摩擦.(2)若重錘做的是自由下落，應有m2=mgh 即2

33、=gh，由數(shù)學知識可知，和h成正比，繪出-h圖線將是正比例函數(shù)圖像，圖線的斜率k=g.例3 在驗證機械能守恒定律的實驗中，有同學按以下步驟進行實驗操作：A.用天平稱出重錘和夾子的質(zhì)量；B.固定好打點計時器，將連著重錘的紙帶穿過限位孔，用手提住，且讓手盡量靠近打點計時器；C.松開紙帶，接通電源，開始打點.并如此重復多次，以得到幾條打點紙帶；D.取下紙帶，挑選點跡清晰的紙帶，記下起始點O，在距離O點較近處選擇幾個連續(xù)計數(shù)點(或計時點)，并計算出各點的速度值；E.測出各點到O點的距離，即得到重錘下落高度；F.計算出mghn和m2n，看兩者是否相等.在以上步驟中，不必要的步驟是 ；有錯誤或不妥的步驟是

34、 (填寫代表字母)；更正情況是 ， ， ， .解析：本實驗的目的是要驗證機械能守恒定律，即比較重錘在下落過程中重力勢能的減小量Ep與動能的增加量Ek是否相等，如果操作不當或錯誤，就會增大重錘和紙帶所受阻力，導致機械能損耗過大，無法達到實驗目的，為了保證實驗成功和減少機械能損耗，在實驗操作時應遵照注意事項，因此本題可對照實驗注意事項和圍繞減小誤慮.因本實驗是通過比較重力勢能的減小量Ep是否等于動能的增加量Ek是否相等來驗證機械能守恒的，不需要知道動能的具體數(shù)值，因而不需要測出重物(含重錘和夾子)的質(zhì)量，故步驟A是多余的.有錯誤或不妥的步驟是B、C、D、F.原因和更正辦法分別是：B中“讓手盡量靠近

35、”應改為“讓重錘盡量靠近打點計時器”，因打點計時器開始工作應從與垂錘靠近的紙帶開始打點，不致留下過長的空白紙帶，紙帶也不宜過長，約40cm即可.C中應先接通電源，后松開紙帶.因為只有當打點計時器工作正常后再讓重錘下落，才可保證打第一個點時重錘的初速度為零，并且使紙帶上的第一個點是清晰的小點.D中應將“距離O點較近處”改為“距離O點較遠處”，因為所取的各計數(shù)據(jù)(或計時點)應盡量是重錘自由下落運動的真實記錄，而打點計時器按通電源開始工作后不一定很快就能達到穩(wěn)定狀態(tài)，同時開始的幾個點比較密集，會增加長度測量的誤差.F中應改為“ghn和2n”，因本實驗中是通過比較重錘的重力勢能減小量mghn和動能增加

36、量m2n的大小來達到驗證的目的，以于同一個研究對象(重錘)來說，質(zhì)量是一定的，故只需比較ghn和2n就能達到目的.【難題巧解點撥】例1 在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，已知打點計時器所用的電源的頻率為50Hz，查得當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2，測得所用的重物質(zhì)量為1.00kg.實驗中得到一條點跡清晰的紙帶(如圖所示)，把第一個點記為O，另選連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量的點，經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99cm，70.18cm，77.76cm，85.73cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到C點，重力勢能的減少量等于 J，動能的增加量等于 J(取3位有效

37、數(shù)字).解析：由本實驗原理：重物自由下落過程中，由于只有重力做功(忽略空氣阻力)，遵循機械能守恒定律，即物體的重力勢能減少量等于動能的增加量，即mgh=m2.由題意知重物由O點運動至C點，下落的高度為hC=OC,hc=77.76cm=0.776m,m=1.00kg,g=9.80m/s2 重力勢能的減少量Ep為：Ep=mghC=1.00kg9.80m/s20.776m=7.62J.重物經(jīng)過C點的即時速度C可由下式求出：C=又T=0.02s OD=85.73cm=0.8573mOB=70.18cm=0.7018mC=m/s=3.98/s重物動能的增加量Ek等于：Ek=mC2=1.00(3.98)2

38、J=7.56J例2 在利用重錘自由下落“驗證機械能守恒定律”的實驗中，在打出紙帶并測量出第n點到第1點的距離后，用公式n=ngT(T為打點時間間隔)來計算打第n點時重錘的速度，然后計算重錘動能的增量Ek和重錘重力勢能的減少量Ep.計算時經(jīng)常出現(xiàn)EkEp的結(jié)果，試分析其中的原因.解析：本題可從如下兩方面進行分析：(1)由于重錘和紙帶受到阻力，它們下落的實際加速度a將小于重力加速度，而利用重力加速度g來計算速度=ngT，將使得值偏大. (2)在先接通電源使打點計時器工作，再讓紙帶從靜止釋放的步驟中，常常容易造成紙帶上記錄下來的最初兩點之間的時間間隔小于0.02s，計算中仍按0.02s計算，也將使得

39、速度值=ngT偏大.【命題趨勢分析】本節(jié)實驗主要考查學生對實驗原理的理解，分析誤差產(chǎn)生的原因.【典型熱點考題】某同學在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，不慎將一條選擇好的紙帶的前面部分損壞了，剩下的一條紙帶上各點間的距離，他測出并標在紙帶上，如下圖所示.已知打點計時器的周期是0.02s，重力加速度為9.8m/s2.(1)利用紙帶說明重錘(質(zhì)量為mkg)通過對應于2、5兩點過程中機械能守恒.(2)說明為什么得到的結(jié)果是重錘重力勢能的減小量Ep稍大于重錘動能的增加量Ek? .解析：如果紙帶前面部分沒有損壞，則紙帶上打點計時器所打的第一個點即是重錘自由下落的初始時刻，由于0=0，則重錘下落hn過程中

40、動能的增加量Ek就在數(shù)值上等于hn處的末動能m2n，給數(shù)據(jù)分析和驗證工作帶來方便.今紙帶前面部分已損壞，仍可驗證機械能守恒，只不過需要兩次運用公式n=，分別計算2、5兩點對應時刻的瞬時速度，然后計算出2、5兩點對應過程的動能增加量Ek和該過程的重力勢能減小量Ep，再比較兩者大小達到驗證機械能守恒的目的.(1)重錘在對應2、5兩點時的速度分別為1=m/s=1.495m/s2=m/s=2.06m/s則重錘在2、5兩點對應過程的動能增加量為Ek=Ek2-Ek1=m22-m21 =m(22-21)=1.004mJ,而重錘在該過程中下落的距離為h=(3.18+3.56+3.94)10-2m=10.681

41、0-2m則重錘在該過程減小的重力勢能為Ep=mgh=1.047mJ在允許的實驗誤差范圍內(nèi)可以認為Ek=Ep,即機械能守恒.(2)因重錘拖著紙帶下落時，空氣阻力和打點計時器的阻力做功而使重錘的機械能有損失，故重力勢能的減小量稍大于動能的增加量.5驗證機械能守恒定同步達綱1.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中有關(guān)重錘的質(zhì)量，下列說法中正確的是( )A.應選用質(zhì)量較大的重錘，使重錘和紙帶所受的重力遠大于它們所受的力B.應選用質(zhì)量較小的重錘，使重錘的慣性小一些，下落時更接近于自由落體運動C.不需要稱量重錘的質(zhì)量D.必須稱量重錘的質(zhì)量，而且要估讀到0.01g2.某同學在進行“驗證機械能守恒定律”實驗時，獲

42、得了數(shù)條紙帶，則正確的是( )A.挑選第一、二兩點間的距離接近2cm的紙帶進行測量B.在紙帶上選取點跡清楚的、方便測量的某點作計數(shù)點的始點.C.用刻度尺量出各計數(shù)點到第一點跡之間的距離，得出重錘下落相應高度h1、h2hn.D.用公式=，計算出各計數(shù)點對應的重錘的瞬時速度.3.在驗證機械能守恒定律的實驗中，需要測量的是重物的( )A.質(zhì)量 B.下落高度 C.下落時間 D.瞬時速度4.在利用重錘做自由落體運動驗證機械能守恒定律的實驗中，挑選紙帶的原則是 ， .5.在使用重錘和打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，選定了一條較為理想的紙帶，如下圖所示，O為起始點，以后各點依次記為1、2、3.紙帶上所

43、打的各點，記錄了重錘在不同時刻的 ，測得的S1、S2、S3是重錘從開始運動到各時刻的 ，當打點計時器打點“4”時，重錘動能的表達式為 ；若以重錘運動的起點為參考點.打第“4”點時重錘機械能的表達式為 (打點計時器的打點周期為T).6.在利用打點計時器等器材驗自由下落物體的機械能守恒時，打點計時器的電源頻率是50Hz，某同學先后打出兩條紙帶.紙帶甲上第1、2兩點，第2、3兩點，第3、4兩點，第4、5兩點間的距離依次是1.9mm、6.0mm、10.0mm、14.0mm；紙帶乙與上述對應的兩點間距離依次是2.5mm、6.0mm、10.0mm、14.0mm.那么應該選用紙帶 進行測量和計算.根據(jù)你所選

44、用的紙帶，利用第2、3兩點間的距離和第4、5兩點間的距離，可以算出當?shù)氐闹亓铀俣却笮?m/s2.在打第3點的瞬時，重物的速度為 m/s.為了驗證機械能守恒定律，應該計算出打第2、3、4間時物體減少的 和增加的 ，然后比較它們的數(shù)值在允許誤差范圍內(nèi)是否近似相等.7.用打點計時器做“驗證機械能守恒定律”的實驗中，給出了下列操作：A.用刻度尺測出選定的O到1、2、3點之間的距離，查出當?shù)豨值；B.在支架上豎直架好打點計時器；C.測出重錘的質(zhì)量；D.算出各對應點的勢能和動能，并通過比較得出結(jié)論；E.提著紙帶，使重物靜止在靠近打點計時器的地方；F.把電池接到打點計時器的接線柱上；G.將50Hz低壓電

45、源接到打點計時器的接線柱上.H.接通電源再松開紙帶.請你選出其中正確的操作步驟，并排出合理的操作順序 .(用字母填寫)8.在利用自由落體驗證機械能守恒定律的實驗中，由于在運動的初始階段計時器打出的一些點子模糊不清，故必須選擇比較清楚的點作為測量起點.今所選的測量范圍的第1點在米尺上的位置為x1,第4點在米尺上的位置為x2,第7點在米尺上的位置為x3,第10點在米尺上的位置為x4.若下落物體的質(zhì)量為m，打點計時器每隔T秒打一點，則可利用上述數(shù)據(jù)求出物體從第4點到第7點過程中，勢能的減少量是 ，動能的增加量是 .若打點計時器使用的交流電頻率是50Hz，讀得x1=2.8cm, x2=8.1cm, x

46、3=16.8cm， x4=29.1cm，則勢能的減少量為 ，動能的增加量為 .已知當?shù)刂亓铀俣萭=9.8m/s2.【知識探究學習】為了測定一根輕彈簧壓縮最短時能儲存的彈性勢能的大小，可將彈簧固定在一帶有光滑凹槽的軌道一端，并將軌道固定在水平桌面的邊緣上，如下圖所示，用鋼球?qū)椈蓧嚎s至最短，然后突然釋放，鋼球?qū)⒀剀壍里w出桌面，實驗時：(1)需要測定的物理量 .(2)計算彈簧最短時彈性勢能的關(guān)系式是Ep= .解析：設桌高為h、小球平拋運動中的水平位移為s、小球的質(zhì)量為m;在彈簧將小球彈開達到原長的過程中，彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為小球的動能，因此有：EP=m2 小球離開凹槽后做平拋運動，因此有：h

47、=gt2 s=t由上兩式消去t可得到：2= 由、兩式消去2并整理有：EP=由Ep的表達式可知，需測量m、s和h.參考答案1.A、C 2.C、D 3.B、D 4.點跡清晰且在一條直線上； 第1、兩點跡間距離接近2mm 5.位置；位移；;-mgs4 6.甲；10m/s2;0.4m/s；重力勢能；動能 7.B、G、E、H、A、D 8.mg(x3-x2)；0.853mJ；0.851mJ6.沖量和動量 名師點撥【難題巧解點撥】例1 對于質(zhì)量一定的物體，下面陳述中正確的是A物體的動量發(fā)生變化，其動能必定變化B物體的動量發(fā)生變化，其動能不一定變化C物體的動能發(fā)生變化，其動量不一定變化D物體的動能變化，其動量

48、必定變化解析 對于質(zhì)量一定的物體，由p=m可知，物體的動量變化只有可能是的變化引起，是矢量，其變化有三種可能：(1)方向不變，大小改變(例如，自由落體運動)；(2)方向改變，大小不變(例如，勻速圓周運動)；(3)方向、大小均改變(例如，平拋物體運動)所以，在第二種情況中，物體速度的大小不變，其動能就不變，動量的大小也不變，但由于物體速度的方向改變，動量的方向也就改變，故動量在變化.選項B正確，選項A錯誤對于質(zhì)量一定的物體，物體的動能變化，物體的速度大小一定變化，又由p=m可知，物體的動量一定變化，選項C錯誤，選項D正確答案 BD點撥 要記住一些典型的物理現(xiàn)象(如自由落體運動、勻速圓周運動、平拋

49、運動等)及其運動學特征，并且深刻理解其中的規(guī)律這樣，我們就可以運用這些具體的模型來分析抽象的問題例2 質(zhì)量為0.2kg的小球自距地0.8m高處自由落下，碰地后跳起，第一次所能達到的最大高度是0.45m，若空氣阻力不計，以豎直向下方向為正方向，則小球落地時的速度是_；彈起時的速度是_；碰撞過程中動量的增量是_.解析 設小球落地時的速度是，彈起時的速度是，則自由落體運動公式，得：小球彈起時做豎直上拋運動，由得：，方向豎直向上，碰撞過程中動量的增量是.答案 4ms； -3ms； -1.4kgms點撥 正確解答本題的關(guān)鍵是要運用題目給的條件，注意動量的矢量性例3 質(zhì)量為0.1kg的小球以=3ms的速度

50、水平拋出，當t=0.4s時，小球的動量多大?在0.4s內(nèi)，重力的沖量是多大?(g取)解析 小球作平拋物體運動，水平方向做勻速運動，豎直方向做自由落體運動當t=0.4s時，小球的水平速度，豎直方向速度，小球的合速度(如圖71)所以，小球的動量p=m=0.15kgms=0.5kgms由于與水平方向的夾角滿足：sin=45=0.8，即=53，所以小球在0.4s的動量方向跟相同，與水平方向成53角在0.4s內(nèi)，重力的沖量I=mgt=0.1100.4Ns=0.4Ns，方向沿重力方向，豎直向下答案 0.5kgms，與水平方向成53角；0.4Ns，方向豎直向下點撥 (1)用I=Ft計算力的沖量時，不論物體做直線運動或曲線運動，F(xiàn)必須是恒力，即大小方向均不變當F的大小改變或方向改變時，就不能用該式計算F的沖量(2)當物體受多個力作用，欲求合力的沖量時，可