2023屆高三物理復習重難點突破專題39驗證機械能守恒（原卷版）

2023屆高三物理復習重難點突破專題39驗證機械能守恒（原卷版）一、選擇題（每題5分，共20分）1.下列關于機械能守恒的說法中，正確的是（）A.只有在無摩擦的情況下，機械能才守恒B.在有外力作用下，機械能也可能守恒C.機械能守恒定律只適用于勻速直線運動D.機械能守恒定律適用于所有物體2.一個物體從高處自由落下，忽略空氣阻力，下列哪個物理量在此過程中保持不變（）A.動能B.重力勢能C.機械能D.動能和重力勢能的總和3.下列哪種情況不屬于機械能守恒（）A.物體在水平面上做勻速直線運動B.物體在斜面上滑動，忽略摩擦力C.物體在空中自由落下，忽略空氣阻力D.物體在彈簧振子上做簡諧運動4.一個物體在光滑斜面上滑下，下列哪個物理量在此過程中不斷增加（）A.重力勢能B.動能C.機械能D.動能和重力勢能的總和二、填空題（每題5分，共20分）1.機械能守恒定律是指在一個系統(tǒng)中，如果沒有外力做功，系統(tǒng)的________和________的總和保持不變。2.一個物體從高處自由落下，忽略空氣阻力，它的重力勢能會逐漸轉(zhuǎn)化為________。3.在機械能守恒的情況下，一個物體的動能增加，其重力勢能會相應地________。4.一個物體在彈簧振子上做簡諧運動，其機械能守恒的條件是忽略________和________。三、計算題（每題15分，共60分）1.一個質(zhì)量為2kg的物體從5m高的地方自由落下，忽略空氣阻力，求物體落地時的速度。2.一個質(zhì)量為1kg的物體在光滑斜面上滑下，斜面高度為3m，求物體滑到底部時的速度。3.一個彈簧振子，質(zhì)量為0.1kg，彈簧勁度系數(shù)為20N/m，振子從平衡位置拉伸0.1m后釋放，求振子的最大速度。4.一個物體在水平面上做勻速直線運動，質(zhì)量為3kg，速度為2m/s，求物體的動能。四、實驗題（每題20分，共40分）1.設計一個實驗來驗證機械能守恒定律，并說明實驗步驟和注意事項。2.進行實驗后，你發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果與理論值存在偏差，請分析可能的原因。五、論述題（每題30分，共60分）1.論述機械能守恒定律在物理學中的重要性。2.分析機械能守恒定律在現(xiàn)實生活中的應用實例。一、選擇題1.B2.C3.A4.B二、填空題1.動能重力勢能2.動能3.減少4.空氣阻力摩擦力三、計算題1.10m/s2.\(\sqrt{2gh}=\sqrt{2\times9.8\times3}\approx7.67\)m/s3.\(v_{\text{max}}=\sqrt{k/m}\timesA=\sqrt{20/0.1}\times0.1\approx4.47\)m/s4.\(KE=\frac{1}{2}mv^2=\frac{1}{2}\times3\times2^2=6\)J四、實驗題1.實驗步驟：使用打點計時器和紙帶記錄物體下落過程中的位置和時間，通過計算紙帶上點之間的距離和對應的時間，求出物體的速度和加速度，驗證機械能守恒。注意事項：確保打點計時器的穩(wěn)定，減少誤差；紙帶應垂直下落，避免空氣阻力的影響；多次實驗，取平均值減小誤差。五、論述題1.機械能守恒定律是物理學中的基本定律之一，它揭示了能量在系統(tǒng)內(nèi)的轉(zhuǎn)化和守恒規(guī)律，為能量守恒定律提供了重要依據(jù)。在自然界中，許多現(xiàn)象都可以用機械能守恒定律來解釋，如物體在重力作用下的運動、彈簧振子的振動等。2.機械能守恒定律在現(xiàn)實生活中的應用非常廣泛，如建筑設計中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析、交通工具的動能和勢能轉(zhuǎn)換、可再生能源的利用等。理解和掌握機械能守恒定律，對于解決實際問題和推動科技發(fā)展具有重要意義。1.機械能守恒定律：在沒有外力做功的情況下，系統(tǒng)的動能和勢能之和保持不變。2.動能和重力勢能：動能是物體由于運動而具有的能量，重力勢能是物體由于位置而具有的能量。3.彈簧振子：在彈簧振子中，動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，總機械能保持守恒。4.實驗驗證：通過實驗驗證機械能守恒定律，需要注意實驗裝置的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的準確性。各題型所考察學生的知識點詳解及示例：1.選擇題：考察學生對機械能守恒定律的理解和應用，以及對動能和重力勢能概念的掌握。2.填空題：考察學生對機械能守恒定律、動能和重力勢能轉(zhuǎn)化關系的理解和記憶。3.計算題：考察學生運用機械能守恒定律解決實際問題的能力，涉及動