高一下(13)实验专题(探究动能定理、机械能守恒

1、.高一下(11)物理 强化训练 力学综合(实验专题) 能力提升5一验证机械能守恒定律1.实验装置和器材如右图，其中所接电源应是_。实验原理如下：验证自由下落过程中机械能守恒，图示纸带的左端是用夹子夹重物的一端。要多做几次实验，选点迹清楚，且第1、2两点间距离接近_mm的纸带进行测量。01 2 3 4 5用刻度尺量出从0点到1、2、3、4、5各点的距离h1、h2、h3、h4、h5，利用“匀变速直线运动中间时刻的即时速度等于该段位移内的平均速度”，算出2、3、4各点对应的即时速度v2、v3、v4，验证与2、3、4各点对应的重力势能减少量 _和动能增加量是否_。由于摩擦和空气阻力的影响，本实验的_误

2、差总是使本实验不需要在打下的点中取_。也不需要测重物的质量。2注意事项:打点计时器要稳定地固定在铁架台上，打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，以减小摩擦阻力。重物要选用密度大、体积小的物体，这样可以减小空气阻力的影响，从而减小实验误差。先通电源,侍打点计时器正掌工作后才放纸带。保证打出的第一个点是清晰的点（第1、2两点间距离接近2mm），测量下落高度必须从起点开始算 此实验不用测物体的质量（无须天平）只需验证。即可速度不能用或计算，因为只要认为加速度为g，机械能当然守恒，二探究动能定理某实验小组采用如图4所示的装置“探究动能定理”图中小车内可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未

3、到达地面，打点计时器的工作频率为50 Hz. (1)实验的部分步骤如下：在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；将小车停在打点计时器附近，_，_，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列点，关闭电源；改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复的操作(2)如图5是某次实验得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及多个计数点A、B、C、D、E、，可获得各计数点刻度值s，求出对应时刻小车的瞬时速度v，则D点对应的刻度值为sD_cm.D点对应的速度大小为vD_m/s. (3)下表是某同学在改变钩码或小车中砝码的数量时得到的数据其中M是小车质量M1与小车中砝码质量m之和

4、，|vv|是纸带上某两点的速度的平方差，可以据此计算出动能变化量E；F是钩码所受重力的大小，W是以上两点间F所做的功.次数M/kg|vv|/(m2·s2)E/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4900.21020.5001.650.4130.9800.43030.5002.400.6001.4700.63041.0002.401.2002.4501.24051.0002.841.4202.9401.470由上表数据可以看出，W总是大于E，其主要原因是：钩码的重力大于小车实际受到的拉力造成了误差，还有_OO A B C9.5115.712.42O A B C【经典例题

5、不容错过】例1.在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如右。其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm)。 这三个数据中不符合有效数字读数要求的是_ ,应记作_cm。 该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度，则该段重锤重力势能的减少量为_，而动能的增加量为_，(均保留3位有效数字，重锤质量用m表示).这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量_动能的增加量，原因是_。 另一位同学根据同一条纸带，

6、同一组数据，也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，不过他数了一下：从打点计时器打下的第一个点O数起，图中的B是打点计时器打下的第9个点。因此他用vB=gt计算跟B点对应的物体的即时速度，得到动能的增加量为_，这样验证时的系统误差总是使重力势能的减少量_动能的增加量,原因是_。例2某实验小组用如图所示的实验装置和实验器材做“探究动能定理”实验，在实验中，若该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力(1)为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下面做法必要的是_A实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作B实验操作时要先放小车，后接通电源C在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近越好

7、D在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量(2)除实验装置中的仪器外，还需要的测量仪器有_(3)如右图示为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的A、B两点来探究“动能定理”已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g.图中已经标明了要测量的物理量，另外，小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m.请你把要探究的结果用题中给出的字母表达出来_【针对训练 强化基础】一、选择题1用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，下面哪些测量工具是必需的( )A.天平 B.弹簧测力计 C.刻度尺 D.秒表2. 在做验证机械能守恒定律的实验中,下列物理量需要用工具测量的是( );通过计算得到的是( ) A.重锤

8、的质量 B.重力加速度 C.重锤下落的高度 D.重锤下落的瞬时速度3在“验证机械能守恒定律”的实验中，由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样的结果会有( ) A. B. C. D.以上都有可能4.下列关于“验证机械能守恒定律”的实验误差的说法中，正确的是（ ）A.重物的质量测量不准会产生误差 B.重物的质量大一些,有利于减小误差C.重物的质量小一些,有利于减小误差 D.先释放重物,后接通电源会造成较大误差5在“验证机械能守恒定律”的实验中，有关重物的质量，下列说法中正确的是( ) A应选用质量较大的重物，使重物和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力 B应选用质量较

9、小的重物，使重物的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动 C不需要称量重物的质量 D必须称量重物的质量，而且要估读到0.01g6在利用重物做自由落体探索动能与重力势能的转化和守恒的实验中，下列说法中正确的是( ) A选重锤时稍重一些的比轻的好 B选重锤时体积大一些的比小的好 C实验时要用秒表计时，以便计算速度D打点计时器选用电磁打点计时器比电火花计时器要好二、填空题10在“验证机械能守恒定律”的实验中，有如下可供选择的实验器材：铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键其中不必要的器材是 ，缺少的器材是 11.本实验中，若以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出一h

10、图象应是 ，才能验证机械能守；一h图象的斜率等于 的数值12、在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m1kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量Ep_J，此过程中物体动能的增加量Ek=_J由此可得到的结论是_ _ _ .(g=10 m/s2，保留三位有效数字)13在用自由落体法“验证机械能守恒定律”的实验中：(g取9.8m/s2)(1)运用公式来验证时，对实验条件的要求是 ，为此，所选择的纸带第l、2两点间的距离应接近 (2)若实验中所用重锤质量m=l kg，打点纸带如图实-6-7所示，打点时间

11、间隔为0.02s，则记录B点时，(取两位有效数字)重锤速度 m/s，重锤动能Ek= j；从开始下落起至B点，重锤的重力势能减小量是 j。由此可得出的结论是 (3)根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图象应是右图中的( )14、三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：(1)甲同学采用如图(1)所示的装置。用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_ _ _ _ _。(2)乙同学采用如图(2)所示的装置。两个相同的弧

12、形轨道M、N，分别用于发射小铁球 P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使ACBD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出。实验可观察到的现象应是_ _ _ _ 。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_ _ 。(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图(3)所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为5cm，则由图可求得拍摄时每_s曝光一次，该小球平抛的初速度大小

13、为_m/s(g取9.8m/s2)。15、在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.25cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为V0=_ （用L、g表示），其值是_m/s（取g=10m/s2） ；b点速度表达式为Vb=_ 16.如图示为小球做平抛运动时被拍下的频闪照片的一部分，坐标纸每小格边长5cm。请根据图中A、B、C、D的位置描述的小球的运动轨迹，由照片可得小球做平抛运动的初速度为_m/s，小球在C位置的速度为_m/s（取g=10m/s2）参考答案：一1.交流电6V2 mgh 相等 系统 计数点二打开电源、释放小车 8.15 、0.54 没有平衡小车与板间的摩擦力例1.OC，15.70 1.22m，1.20m，大于，v是实际速度，因为有摩擦生热，减少的重力势能一部分转化为内能；1.23m，小于，v是按照自由落体计算的，对应的下落高度比实际测得的高度要大。 例2. AD 刻度尺、天平 【针对训练 强化基础】一、选择题1.C 2.D 3.B 4.B 5.AC 6.A 7.二、填空题10.天平和秒表；刻度尺，11.过原点的直线，g12. 2.28; 2.26; 在实验误差允许的范围内机械能是守恒的13. 静止的开始下落，2mm 0.79m/s 0.31j；0.32j 在实验误差允许的