高考物理一轮复习学案：第34讲验证 机械能守恒实验

高三一轮复习学案编号34高三（）班姓名：第34讲：验证机械能守恒定律【知识构建】【考点评析】实验原理、实验操作数据处理与误差分析1.利用图装置做“验证机械能守恒定律”实验。(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________。A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量与势能变化量C．速度变化量与高度变化量(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________。A．交流电源B．刻度尺C．天平(含砝码)(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp＝________，动能变化量ΔEk＝________。(4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是________。A．利用公式v＝gt计算重物速度B．利用公式v＝eq\r(2gh)计算重物速度C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响D．没有采用多次实验取平均值的方法(5)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2－h图象，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学的判断是否正确的。______2.(2022·宝鸡市模拟)图甲是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置．(g取9.80m/s2)(1)选出一条清晰的纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以频率为50Hz的交变电流．用分度值为1mm的刻度尺测得OA＝12.41cm，OB＝18.90cm，OC＝27.06cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为1.00kg.根据以上数据可算出：当打点计时器打B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了________J；此时重锤的速度vB＝________m/s，此时重锤的动能比开始下落时增加了________J．(结果均保留三位有效数字)(2)某同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，然后以h为横轴、以eq\f(1,2)v2为纵轴作出了如图丙所示的图线，图线的斜率近似等于________．A．19.6 B．9.8 C．4.90图线未过原点O的原因是____________________．【落实反馈】3.某同学利用倾斜气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验，实验装置如图甲所示．其主要实验步骤如下：a．用游标卡尺测量挡光条的宽度l，结果如图乙所示；b．读出导轨标尺的总长L0，并用直尺测出导轨标尺两端在竖直方向的高度差H0；c．读出滑块释放处挡光条与光电门中心之间的距离s；d．由静止释放滑块，从数字计时器(图中未画出)上读出挡光条通过光电门所用的时间t.回答下列问题：(1)由图乙读出l＝________mm.(2)________(选填“有”或“没有”)必要用天平称出滑块和挡光条的总质量M.(3)多次改变光电门的位置，即改变距离s，重复上述实验，作出eq\f(1,t2)随s的变化图像，如图丙所示，当已知量t0、s0、l、L0、H0和当地重力加速度g满足表达式eq\f(1,t02)＝________时，可判断滑块下滑过程中机械能守恒．丙4.用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上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．如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，所用电源的频率为50Hz，计数点间的距离如图乙所示．已知m1＝50g、m2＝150g，则：(结果均保留2位有效数字)(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5＝_______________________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ΔEk＝______