专题六机械能守恒定律习题练习试卷2025高考物理复习专题

这是一份专题六机械能守恒定律习题练习试卷2025高考物理复习专题，共23页。试卷主要包含了7 kg,f=0等内容，欢迎下载使用。
考点1 功和功率
考向1 功和功率的分析与计算
1.(2024江西,5,4分)“飞流直下三千尺,疑是银河落九天。”是李白对庐山瀑布的浪漫主义描写。设瀑布的水流量约为10 m3/s,水位落差约为150 m。若利用瀑布水位落差发电,发电效率为70%,则发电功率大致为(g取10 m/s2)( B )
A.109 W B.107 W C.105 W D.103 W
2.(2023辽宁,3,4分)如图(a),从高处M点到地面N点有Ⅰ、Ⅱ两条光滑轨道。两相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放,沿不同轨道滑到N点,其速率v与时间t的关系如图(b)所示。由图可知,两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中( B )
A.甲沿Ⅰ下滑且同一时刻甲的动能比乙的大
B.甲沿Ⅱ下滑且同一时刻甲的动能比乙的小
C.乙沿Ⅰ下滑且乙的重力功率一直不变
D.乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大
3.(传统文化·天工开物)(2023山东,4,3分)《天工开物》中记载了古人借助水力使用高转筒车往稻田里引水的场景。引水过程简化如下:两个半径均为R的水轮,以角速度ω匀速转动。水筒在筒车上均匀排布,单位长度上有n个,与水轮间无相对滑动。每个水筒离开水面时装有质量为m的水,其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田。当地的重力加速度为g,则筒车对灌入稻田的水做功的功率为( B )
A.2nmgω2RH5 B.3nmgωRH5C.3nmgω2RH5 D.nmgωRH
4.(2023湖北,9,4分)(多选)如图所示,原长为l的轻质弹簧,一端固定在O点,另一端与一质量为m的小球相连。小球套在竖直固定的粗糙杆上,与杆之间的动摩擦因数为0.5。杆上M、N两点与O点的距离均为l,P点到O点的距离为12l,OP与杆垂直。当小球置于杆上P点时恰好能保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g。小球以某一初速度从M点向下运动到N点,在此过程中,弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是( AD )
A.弹簧的劲度系数为4mgl
B.小球在P点下方12l处的加速度大小为(32-4)g
C.从M点到N点的运动过程中,小球受到的摩擦力先变小再变大
D.从M点到P点和从P点到N点的运动过程中,小球受到的摩擦力做功相同
考向2 机车启动问题
5.(2023湖北,4,4分)两节动车的额定功率分别为P1和P2,在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为v1和v2。现将它们编成动车组,设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变,则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为( D )
A.P1v1+P2v2P1+P2 B.P1v2+P2v1P1+P2C.(P1+P2)v1v2P1v1+P2v2 D.(P1+P2)v1v2P1v2+P2v1
6.(2020天津,8,5分)(多选)复兴号动车在世界上首次实现速度350 km/h自动驾驶功能,成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车,初速度为v0,以恒定功率P在平直轨道上运动,经时间t达到该功率下的最大速度vm,设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t内( BC )
A.做匀加速直线运动B.加速度逐渐减小
C.牵引力的功率P=FvmD.牵引力做功W=12mvm2-12mv02
7.(2021湖南,3,4分)“复兴号”动车组用多节车厢提供动力,从而达到提速的目的。总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢,每节车厢发动机的额定功率均为P,若动车组所受的阻力与其速率成正比(F阻=kv,k为常量),动车组能达到的最大速度为vm。下列说法正确的是( C )
A.动车组在匀加速启动过程中,牵引力恒定不变
B.若四节动力车厢输出功率均为额定值,则动车组从静止开始做匀加速运动
C.若四节动力车厢输出的总功率为2.25P,则动车组匀速行驶的速度为 34vm
D.若四节动力车厢输出功率均为额定值,动车组从静止启动,经过时间t达到最大速度vm,则这一过程中该动车组克服阻力做的功为 12mvm2-Pt
8.(2021重庆,10,5分)(多选)额定功率相同的甲、乙两车在同一水平路面上从静止启动,其发动机的牵引力随时间的变化曲线如图所示。两车分别从t1和t3时刻开始以额定功率行驶,从t2和t4时刻开始牵引力均视为不变。若两车行驶时所受的阻力大小与重力成正比,且比例系数相同,则( ABC )
A.甲车的总重比乙车的大
B.甲车比乙车先开始运动
C.甲车在t1时刻和乙车在t3时刻的速率相同
D.甲车在t2时刻和乙车在t4时刻的速率相同
9.(2022浙江6月,13,3分)小明用额定功率为1 200 W、最大拉力为300 N的提升装置,把静置于地面的质量为20 kg的重物竖直提升到高为85.2 m的平台,先加速再匀速,最后做加速度大小不超过5 m/s2的匀减速运动,到达平台的速度刚好为零,g取10 m/s2,则提升重物的最短时间为( C )
A.13.2 s B.14.2 sC.15.5 s D.17.0 s
考点2 动能定理及其应用
考向1 动能定理的理解和基本应用
1.(2023新课标,15,6分)无风时,雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中,克服空气阻力做的功为(重力加速度大小为g)( B )
A.0 B.mghC.12mv2-mgh D.12mv2+mgh
2.(2022全国甲,14,6分)北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。运动员从a处由静止自由滑下,到b处起跳,c点为a、b之间的最低点,a、c两处的高度差为h。要求运动员经过c点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍,运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力,则c点处这一段圆弧雪道的半径不应小于( D )
A.hk+1 B.hk C.2hk D.2hk-1
3.(数理结合·三角函数)(2022全国乙,16,6分)固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环。小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑,在下滑过程中,小环的速率正比于( C )
A.它滑过的弧长
B.它下降的高度
C.它到P点的距离
D.它与P点的连线扫过的面积
4.(2022广东,9,6分)(多选)如图所示,载有防疫物资的无人驾驶小车,在水平MN段以恒定功率200 W、速度5 m/s匀速行驶,在斜坡PQ段以恒定功率570 W、速度2 m/s匀速行驶。已知小车总质量为50 kg,MN=PQ=20 m,PQ段的倾角为30°,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力。下列说法正确的有( ABD )
A.从M到N,小车牵引力大小为40 N
B.从M到N,小车克服摩擦力做功800 J
C.从P到Q,小车重力势能增加1×104 J
D.从P到Q,小车克服摩擦力做功700 J
5.(2022福建,4,4分)2021年美国“星链”卫星曾近距离接近我国运行在距地390 km近圆轨道上的天宫空间站。为避免发生危险,天宫空间站实施了发动机点火变轨的紧急避碰措施。已知质量为m的物体从距地心r处运动到无穷远处克服地球引力所做的功为GMmr,式中M为地球质量,G为引力常量;现将空间站的质量记为m0,变轨前后稳定运行的轨道半径分别记为r1、r2,如图所示。空间站紧急避碰过程发动机做的功至少为( A )
A.12GMm01r1-1r2 B.GMm01r1-1r2
C.32GMm01r1-1r2 D.2GMm01r1-1r2
6.(2023全国乙,21,6分)(多选)如图,一质量为M、长为l的木板静止在光滑水平桌面上,另一质量为m的小物块(可视为质点)从木板上的左端以速度v0开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为f,当物块从木板右端离开时( BD )
A.木板的动能一定等于fl
B.木板的动能一定小于fl
C.物块的动能一定大于12mv02-fl
D.物块的动能一定小于12mv02-fl
7.(2023江苏,11,4分)滑块以一定的初速度沿粗糙斜面从底端上滑,到达最高点B后返回到底端。利用频闪仪分别对上滑和下滑过程进行拍摄,频闪照片示意图如图所示。与图乙中相比,图甲中滑块( C )
A.受到的合力较小
B.经过A点的动能较小
C.在A、B之间的运动时间较短
D.在A、B之间克服摩擦力做的功较小
考向2 动能定理的图像问题
8.(2020江苏,4,3分)如图所示,一小物块由静止开始沿斜面向下滑动,最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接,且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。该过程中,物块的动能Ek与水平位移x关系的图像是( A )
9.(2021湖北,4,4分)如图(a)所示,一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑,运动过程中摩擦力大小f恒定,物块动能Ek与运动路程s的关系如图(b)所示。重力加速度大小取10 m/s2,物块质量m和所受摩擦力大小f分别为( A )

A.m=0.7 kg,f=0.5 N
B.m=0.7 kg,f=1.0 N
C.m=0.8 kg,f=0.5 N
D.m=0.8 kg,f=1.0 N
10.(2023新课标,20,6分)(多选)一质量为1 kg 的物体在水平拉力的作用下,由静止开始在水平地面上沿x轴运动,出发点为x轴零点,拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4,重力加速度大小取10 m/s2。下列说法正确的是( BC )
A.在x=1 m时,拉力的功率为6 W
B.在x=4 m时,物体的动能为2 J
C.从x=0运动到x=2 m,物体克服摩擦力做的功为8 J
D.从x=0运动到x=4 m的过程中,物体的动量最大为2 kg·m/s
考向3 应用动能定理分析多过程问题
11.(2023湖北,14,15分)如图为某游戏装置原理示意图。水平桌面上固定一半圆形竖直挡板,其半径为2R、内表面光滑,挡板的两端A、B在桌面边缘,B与半径为R的固定光滑圆弧轨道CDE在同一竖直平面内,过C点的轨道半径与竖直方向的夹角为60°。小物块以某一水平初速度由A点切入挡板内侧,从B点飞出桌面后,在C点沿圆弧切线方向进入轨道CDE内侧,并恰好能到达轨道的最高点D。小物块与桌面之间的动摩擦因数为12π,重力加速度大小为g,忽略空气阻力,小物块可视为质点。求
(1)小物块到达D点的速度大小。
(2)B和D两点的高度差。
(3)小物块在A点的初速度大小。
答案 (1)gR (2)0 (3)3gR
12.(2023江苏,15,12分)如图所示,滑雪道AB由坡道和水平道组成,且平滑连接,坡道倾角均为45°。平台BC与缓冲坡CD相连。若滑雪者从P点由静止开始下滑,恰好到达B点。滑雪者现从A点由静止开始下滑,从B点飞出。已知A、P间的距离为d,滑雪者与滑道间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)求滑雪者运动到P点的时间t;
(2)求滑雪者从B点飞出的速度大小v;
(3)若滑雪者能着陆在缓冲坡CD上,求平台BC的最大长度L。
答案 (1)22d(1-μ)g (2)2(1-μ)gd
(3)2(1-μ)d
考点3 机械能守恒定律及其应用
考向1 单物体机械能守恒问题
1.(2023全国甲,14,6分)一同学将铅球水平推出,不计空气阻力和转动的影响,铅球在平抛运动过程中( B )
A.机械能一直增加
B.加速度保持不变
C.速度大小保持不变
D.被推出后瞬间动能最大
2.(回归教材·人教版必修二P83)(2024浙江1月,3,3分)如图所示,质量为m的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3,在空中达到最高点2的高度为h,则足球( B )
A.从1到2动能减少mgh
B.从1到2重力势能增加mgh
C.从2到3动能增加mgh
D.从2到3机械能不变
3.(2021河北,6,4分)一半径为R的圆柱体水平固定,横截面如图所示。长度为πR、不可伸长的轻细绳,一端固定在圆柱体最高点P处,另一端系一个小球。小球位于P点右侧同一水平高度的Q点时,绳刚好拉直。将小球从Q点由静止释放,当与圆柱体未接触部分的细绳竖直时,小球的速度大小为(重力加速度为g,不计空气阻力)( A )
A.(2+π)gR B.2πgR
C.2(1+π)gR D.2gR
4.(2021重庆,5,4分)如图所示。竖直平面内有两个半径为R,而内壁光滑的14圆弧轨道,固定在竖直平面内,地面水平,O、O'为两圆弧的圆心,两圆弧相切于N点。一小物块从左侧圆弧最高处静止释放,当通过N点时,速度大小为(重力加速度为g)( D )
A.2gR B.6gR2 C.5gR2 D.gR
5.(2023湖南,8,5分)(多选)如图,固定在竖直面内的光滑轨道ABC由直线段AB和圆弧段BC组成,两段相切于B点,AB段与水平面夹角为θ,BC段圆心为O,最高点为C,A与C的高度差等于圆弧轨道的直径2R。小球从A点以初速度v0冲上轨道,能沿轨道运动恰好到达C点,下列说法正确的是(重力加速度为g)( AD )
A.小球从B到C的过程中,对轨道的压力逐渐增大
B.小球从A到C的过程中,重力的功率始终保持不变
C.小球的初速度v0=2gR
D.若小球初速度v0增大,小球有可能从B点脱离轨道
考向2 系统机械能守恒问题
6.(2022湖北,5,4分)如图所示,质量分别为m和2m的小物块P和Q,用轻质弹簧连接后放在水平地面上,P通过一根水平轻绳连接到墙上。P的下表面光滑,Q与地面间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用水平拉力将Q向右缓慢拉开一段距离,撤去拉力后,Q恰好能保持静止。弹簧形变始终在弹性限度内,弹簧的劲度系数为k,重力加速度大小为g。若剪断轻绳,P在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为( C )
A.μmgk B.2μmgk C.4μmgk D.6μmgk
7.(2023河北,9,6分)(多选)如图,质量为m的小球穿在固定光滑杆上,与两个完全相同的轻质弹簧相连。开始时将小球控制在杆上的A点,弹簧1竖直且处于原长,弹簧2处于水平伸长状态,两弹簧可绕各自转轴O1、O2无摩擦转动。B为杆上的另一个点,与O1、A、O2构成矩形,AB=2AO1。现将小球从A点释放,两弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是( BC )
A.小球沿杆在AB之间做往复运动
B.与没有弹簧时相比,小球从A点运动到B点所用的时间更短
C.小球从A点运动到B点的过程中,两个弹簧对小球做的总功为零
D.小球从A点运动到B点的过程中,弹簧2的弹性势能先减小后增大
8.(2022河北,9,6分)(多选)如图,轻质定滑轮固定在天花板上,物体P和Q用不可伸长的轻绳相连,悬挂在定滑轮上,质量mQ>mP,t=0时刻将两物体由静止释放,物体Q的加速度大小为g3。T时刻轻绳突然断开,物体P能够达到的最高点恰与物体Q释放位置处于同一高度,取t=0时刻物体P所在水平面为零势能面,此时物体Q的机械能为E。重力加速度大小为g,不计摩擦和空气阻力,两物体均可视为质点。下列说法正确的是 ( BCD )
A.物体P和Q的质量之比为1∶3
B.2T时刻物体Q的机械能为E2
C.2T时刻物体P重力的功率为3E2T
D.2T时刻物体P的速度大小为2gT3
9.(模块融合)(2020江苏,15,16分)如图所示,鼓形轮的半径为R,可绕固定的光滑水平轴O转动。在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆,杆上分别固定有质量为m的小球,球与O的距离均为2R。在轮上绕有长绳,绳上悬挂着质量为M的重物。重物由静止下落,带动鼓形轮转动。重物落地后鼓形轮匀速转动,转动的角速度为ω。绳与轮之间无相对滑动,忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量,不计空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)重物落地后,小球线速度的大小v;
(2)重物落地后一小球转到水平位置A,此时该球受到杆的作用力的大小F;
(3)重物下落的高度h。
答案 (1)2ωR (2)(2mω2R)2+(mg)2
(3)M+16m2Mg(ωR)2
考点4 功能关系 能量守恒
1.(2023浙江1月,4,3分)一位游客正在体验蹦极,绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下。游客从跳台下落直到最低点过程中( B )
A.弹性势能减小
B.重力势能减小
C.机械能保持不变
D.绳一绷紧动能就开始减小
2.(2024山东,7,3分)如图所示,质量均为m的甲、乙两同学,分别坐在水平放置的轻木板上,木板通过一根原长为l的轻质弹性绳连接,连接点等高且间距为d(d10μmgl的轻弹簧右端固定,左端连接一质量为m的物块。物块从O点由静止释放。已知物块与OA段间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。物块在向右运动的过程中,其加速度大小a、动能Ek、弹簧的弹性势能Ep、系统的机械能E随位移x变化的图像可能正确的是( B )


4.(2024安徽江南十校联考)如图所示,水平地面上的木板中央竖直固定一根轻杆,轻杆顶端用轻绳连接一可看作质点的小球,初始时把连接小球的轻绳拉至水平。小球由静止释放,在向下摆动的过程中木板恰好没有滑动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知小球与木板的质量分别为m和3m。木板与地面间的动摩擦因数为( C )
A.14 B.22 C.24 D.35
5.(2024江苏南京联考)如图所示,足够长的水平轻杆中点固定在竖直轻质转轴O1O2上的O点,小球A和B分别套在水平杆中点的左右两侧,套在转轴上原长L=0.4 m的轻质弹簧上端固定在O点,下端与小球C连接,小球A、C间和B、C间均用长度为5L4的不可伸缩的轻质细线连接,可视为质点的三个小球的质量均为1 kg。装置静止时,小球A、B紧靠在转轴上,两根细线恰被拉直且张力为0。转动该装置并缓慢增大转速,小球C缓慢上升,弹簧始终在弹性限度内,忽略一切摩擦和空气阻力,重力加速度取10 m/s2。求:
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)当弹簧恢复原长时,装置转动的角速度的大小;
(3)从初状态到弹簧的长度变为3L4的过程中,外界对装置所做的功。
答案 (1)100 N/m (2)522 rad/s (3)223 J
6.(2024广东广州二模)图(a)是水平放置的“硬币弹射器”装置简图,图(b)是其俯视图。滑槽内的撞板通过两橡皮绳与木板相连,其厚度与一个硬币的相同,滑槽出口端的“币仓”可叠放多个相同的硬币。撞板每次被拉动至同一位置后静止释放,与底层硬币发生弹性正碰;碰后,撞板立即被锁定,底层硬币被弹出,上一层硬币掉下补位。底层硬币被撞后在摩擦力作用下减速,最后平抛落到水平地面上。已知每个硬币的质量为m,撞板质量为3m;每次撞板从静止释放到撞击硬币前瞬间,克服摩擦力做功为W,两橡皮绳对撞板做的总功为4W;忽略空气阻力,硬币不翻转。
(1)求撞板撞击硬币前瞬间,撞板的速度v;
(2)当“币仓”中仅有一个硬币时,硬币被撞击后到抛出过程,克服摩擦力做功Wf为其初动能的120,求Wf;
(3)已知“币仓”中有n(n≤10)个硬币时,底层硬币冲出滑槽过程中克服摩擦力做功为(2n-1)Wf;试讨论两次“币仓”中分别叠放多少个硬币时,可使底层硬币平抛的射程之比为1∶3。
答案 (1)2Wm,方向水平向右 (2)980W (3)见解析
实验微专题
实验微专题7 验证机械能守恒定律
1.(2024浙江6月,16-Ⅰ,4分)在“验证机械能守恒定律”的实验中,
(1)下列操作正确的是 A 。

(2)实验获得一条纸带,截取点迹清晰的一段并测得数据如图所示。
已知打点的频率为50 Hz,则打点“13”时,重锤下落的速度大小为 3.34 m/s(保留三位有效数字)。
(3)某同学用纸带的数据求出重力加速度g=9.77 m/s2,并用此g值计算得出打点“1”到“13”过程重锤的重力势能减小值为5.09m,另计算得动能增加值为5.08m(m为重锤质量),则该结果 不能 (选填“能”或“不能”)验证机械能守恒,理由是 B 。
A.在误差允许范围内
B.没有用当地的重力加速度g
2.(2022河北,11,6分)某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律,实验装置如图1所示。弹簧的劲度系数为k,原长为L0,钩码的质量为m。已知弹簧的弹性势能表达式为E=12kx2,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量,当地的重力加速度大小为g。

(1)在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置,测得此时弹簧的长度为L。接通打点计时器电源。从静止释放钩码,弹簧收缩,得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示,纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T(在误差允许范围内,认为释放钩码的同时打出A点)。从打出A点到打出F点时间内,弹簧的弹性势能减少量为12k(L-L0)2-12k(L-L0-h5)2 ,钩码的动能增加量为12mh6-h42T2 ,钩码的重力势能增加量为 mgh5 。
(2)利用计算机软件对实验数据进行处理,得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系,如图3所示。
由图3可知,随着h增加,两条曲线在纵向的间隔逐渐变大,主要原因是 空气阻力、纸带与打点计时器间的摩擦力变得不可忽略 。
3.(2021海南,15,10分)为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒,某学习小组用如图所示的气垫导轨装置(包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计)进行实验。此外可使用的实验器材还有:天平、游标卡尺、刻度尺。
(1)某同学设计了如下的实验步骤,其中不必要的步骤是 ②④ ;
①在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ,并连接数字毫秒计;
②用天平测量滑块和遮光条的总质量m;
③用游标卡尺测量遮光条的宽度d;
④通过导轨上的标尺测出A、B之间的距离l;
⑤调整好气垫导轨的倾斜状态;
⑥将滑块从光电门Ⅰ左侧某处,由静止开始释放,从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间Δt1、Δt2;
⑦用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度h1、h2;
改变气垫导轨倾斜程度,重复步骤⑤⑥⑦,完成多次测量。
(2)用游标卡尺测量遮光条的宽度d时,游标卡尺的示数如图所示,则d= 5.00 mm;某次实验中,测得Δt1=11.60 ms,则滑块通过光电门 Ⅰ 的瞬时速度v1= 0.431 m/s(保留3位有效数字);
(3)在误差允许范围内,若h1-h2= d22g1(Δt2)2-1(Δt1)2 (用上述必要的实验步骤直接测量的物理量符号表示,已知重力加速度为g),则认为滑块下滑过程中机械能守恒;
(4)写出两点产生误差的主要原因: 下滑过程中存在空气阻力;遮光条太宽,平均速度代替瞬时速度误差大;测量高度时读数有误差(任写两点,言之有理即可) 。
4.(2022湖北,12,7分)某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器,另一端连接小钢球,如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放,使小钢球在竖直平面内摆动,记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值Tmax和最小值Tmin。改变小钢球的初始释放位置,重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的Tmax-Tmin图像是一条直线,如图乙所示。
(1)若小钢球摆动过程中机械能守恒,则图乙中直线斜率的理论值为 -2 。
(2)由图乙得:直线的斜率为 -2.1 ,小钢球的重力为 0.59 N。(结果均保留2位有效数字)
(3)该实验系统误差的主要来源是 C (单选,填正确答案标号)。
A.小钢球摆动角度偏大
B.小钢球初始释放位置不同
C.小钢球摆动过程中有空气阻力