（南方凤凰台）2016年高三物理一轮复习导学案 第五章 第5课时 验证机械能守恒定律

（南方凤凰台）2016年高三物理一轮复习导学案 第五章 第5课时 验证机械能守恒定律内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 验证机械能守恒定律考纲解读 知识要点】一实验原理与实验操作1实验目的： 2实验原理 3实验器材 4实验步骤 (1)安装器材：(2)打纸带(3)选纸带5实验结论二：规律方法总结1误差分析(1)测量误差：减小测量误差的方法，一是测下落距离时都从 0 点量起，一次将各打点对应下落高度测量完，二是多测几次取平均值(2)系统误差：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的增加量 12 2Epn，改进办法是调整安装的器材，尽可能地减小阻力2注意事项(1)打点计时器要竖直：安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以减少摩擦阻力(2)重物应选用质量大、体 2、积小、密度大的材料(3)应先接通电源，让打点计时器正常工作，后松开纸带让重物下落(4)测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用 ，不能用 vn1 12计算3验证方案方案一：利用起始点和第 n 点计算代入 如果在实验误差允许的范围内，12 2等，则验证了机械能守恒定律12 2取两点计算 (1)任取两点 A、B，测出 出 世昌的博客 (2)算出 值12 2B 12 2A(3)在实验误差允许的范围内，若 则验证了机械能守恒定律12 2B 12 2象法从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度 h，并计算各点速度的平方 后以 纵轴，以 h 为横轴，根据实验数据作12出 v2h 图线若在误差 3、允许的范围内图线是一条过原点且斜率为 g 的12直线，则验证了机械能守恒定律【典型例题】例 1 利用图实验装置探究重物下落过程中动能与重力势能的转化问题(1)实验操作步骤如下，请将步骤 按实验要求安装好实验装置； B使重物靠近打点计时器，接着先_，后_，打点计时器在纸带上打下一系列的点；C图为一条符合实验要求的纸带，O 点为打点计时器打下的第一个点分别测出若干连续点 A、B 、C与 O 点之间的距离 h1、h 2、h 3.(2)已知打点计时器的打点周期为 T，重物质量为m，重力加速度为 g，结合实验中所测得的h1、h 2、h 3，可得重物下落到 B 点时的速度大小为_，纸带从 O 点下落到 B 4、 点的过程中，重物增加的动能为_，减少的重力势能为_(3)取打下 O 点时重物的重力势能为零，计算出该重物下落不同高度 h 时所对应的动能 p，建立坐标系，横轴表示 h，纵轴表示 据数据在图中已绘出图线和图线率的绝对值 ，请计算图线的斜率_J/m(保留三位有效数字 )重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为_(用 示)(4)通过对 比较分析，可得到的结论是(只要求写出一条)：世昌的博客 、m 2 组成的系统机械能守恒 高处由静止开始下落，拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律如图 7 给出的是实验中获取的一条纸带：0 是打下的第一个点，每相邻两计 5、数点间还有 4 个点(图中未标出)，所用电源的频率为 50 数点间的距离如图所示已知0 g、m 2150 g，则：(结果均保留两位有效数字)(1)在纸带上打下计数点 5 时的速度_m/s ；(2)在打下第 0 点到打下第 5 点的过程中系统动能的增量 _ J，系统势能的减少量 _J；(取当地的重力加速度 g10 m/s 2)(3)若某同学作出 v2h 图象如图 8 所示，则当地的重力加速度 g_m/s 展训练】1实 1实验操作如图所示，在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，电源的频率为 50 次打出的点为 0、1、2、3、4、 1)如用第 2 点到第 6 点之间的纸带来验证，必须直接测 6、量的物理量为_、_、_，必须计算出的物理量为_、_，验证的表达式为_(2)下列实验步骤操作合理的排列顺序是_( 填写步骤前面的字母)A将打点计时器竖直安装在铁架台上B接通电源，再松开纸带，让重物自由下落C取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验D将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带E选择一条纸带，用刻度尺测出重物下落的高度 h1、h 2、h 3、h n，计算出对应的瞬时速度v1、v 2、v 3、v 别算出 实验误差范围内看是否相等12 2某同学用图所示的实验装置验证机械能守恒定律，已知打点计时器所用电源的频率为 50 地重力加速度大小为 gm/带上的第一个点记为 7、O，另选连续的三个点 A、B、C 进行测量，图中给出了这三个点到高中物理资源下载平台世昌的博客 、h B和 答下列问题：(计算结果保留 3 位有效数字)(1)打点计时器打 B 点时，重物速度的大小_m/s；(2)通过分析该同学测量的实验数据，他的实验结果是否验证了机械能守恒定律。 简要说明分析的依据3实验数据处理为了验证机械能守恒定律，某同学设计了如图所示的实验装置，并提供了如下的实验器材：A小车B钩码C一端带定滑轮的木板 D细线E电火花计时器F纸带G毫米刻度尺H低压交流电源I220 )根据上述实验装置和提供的实验器材，你认为实验中不需要的器材是_( 填写器材序号)，还应补充的器材是_ (2)实 8、验中得到了一条纸带如图 11 所示，选择点迹清晰且便于测量的连续 7 个点( 标号 06)，测出 0 到 1、2、3、4、5、6 点的距离分别为 d1、d 2、d 3、d 4、d 5、d 6，打点周期为 时小车的速度 _；若测得小车质量为 M、钩码质量为 m，打点 1 和点 5 时小车的速度分别用 v1、v 5 表示，已知重力加速度为 g，则验证点 1 与点 5 间系统的机械能守恒的关系式可表示为_(3)在实验数据处理时，如果以 为纵轴，以 d 为横轴，d 图象，其图线的斜率表示的物理. 某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图 12 甲所示在气垫导轨上相隔一定距离的两处安 9、装两个光电传感器A、B，滑块 P 上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器 A、B 时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压 U 随时间 t 变化的图象高中物理资源下载平台世昌的博客 (1)实验前，接通气源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的填“” 、 “”或“”) 时，说明气垫已经水平用螺旋测微器测量遮光条宽度 d，测量结果如图所示，则 d_ 2)将滑块 P 用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为 m 的钩码 Q 相连，将滑块 P 由图甲所示位置释放若 t 2 和 d 已知，要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，还应测出_和_( 写出物理量的名称及符号)(3)若上述物理量间满足关系式_，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒。