高考物理复习实验6验证机械能守恒定律

试验六验证机械能守恒定律1/362/363/364/36热点一试验原理和试验操作【例1】[·北京理综，21(2)]利用图1装置做“验证机械能守恒定律”试验。图15/36(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________。A．动能改变量与势能改变量B．速度改变量与势能改变量C．速度改变量与高度改变量(2)除带夹子重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在以下器材中，还必须使用两种器材是________。A．交流电源B．刻度尺C．天平(含砝码)6/36(3)试验中，先接通电源，再释放重物，得到图2所表示一条纸带。在纸带上选取三个连续打出点A、B、C，测得它们到起始点O距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。设重物质量为m。从打O点到打B点过程中，重物重力势能改变量ΔEp＝________，动能改变量ΔEk＝________。图27/36(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距离h，计算对应计数点重物速度v，描绘v2－h图象，并做以下判断：若图象是一条过原点直线，则重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学判断是否正确。8/369/3610/36热点二数据处理与误差分析【例2】(·江苏宿迁模拟)某同学用如图3所表示装置验证机械能守恒定律时，所用交流电源频率为50Hz，得到如图4所表示纸带。选取纸带上打出连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O距离为s0＝19.00cm，点A、C间距离为s1＝8.36cm，点C、E间距离为s2＝9.88cm，g取9.8m/s2，测得重物质量为m＝1kg。11/36图312/36(1)以下做法正确有__________。A．图3中两限位孔必须在同一竖直线上B．试验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直C．试验时，先放开纸带，再接通打点计时器电源D．数据处理时，应选择纸带上距离较近两点作为初、末位置13/36(2)选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物降低重力势能是__________J，打下C点时重物速度大小是__________m/s。(结果保留三位有效数字)图414/3615/36(4)重物降低重力势能总是略大于增加动能，产生这一现象原因是__________________。(写出一条即可)解析(1)图3中两限位孔必须在同一竖直线上，试验前手应提住纸带上端，并使纸带竖直，这是为了减小打点计时器与纸带之间摩擦，选项A、B正确；试验时，应先接通打点计时器电源再放开纸带，选项C错误；数据处理时，应选择纸带上距离较远两点作为初、末位置，以减小长度测量误差，选项D错误。16/3617/36(4)在试验过程中，纸带与打点计时器之间阻力、空气阻力是存在，克服阻力做功损失了部分机械能，所以试验中重物减小重力势能总是略大于增加动能。答案(1)AB(2)2.682.28(3)C(4)重物受到空气阻力(或纸带与打点计时器之间存在阻力)18/3619/36图5(1)ΔEp＝mgh计算钢球重力势能改变大小，式中钢球下落高度h应测量释放时钢球球心到________之间竖直距离。A．钢球在A点时顶端B．钢球在A点时球心C．钢球在A点时底端20/36图621/36(3)下表为该同学试验结果：ΔEp(×10－2J)4.8929.78614.6919.5929.38ΔEk(×10－2J)5.0410.115.120.029.8他发觉表中ΔEp与ΔEk之间存在差异，认为这是因为空气阻力造成。你是否同意他观点？请说明理由。(4)请你提出一条减小上述差异改进提议。22/36答案(1)B(2)1.501.50(3)不一样意理由看法析(4)看法析23/361．在利用自由落体运动验证机械能守恒定律试验中，电源频率为50Hz，依次打出点为0，1，2，3，4…n。则：图7(1)如用第2点到第6点之间纸带来验证，必须直接测量物理量为______________、____________、_____________，必须计算出物理量为____________、_______________，验证表示式为__________________。24/3625/3626/3627/362．(·四川绵阳二诊)某同学利用倾斜气垫导轨做“验证机械能守恒定律”试验，试验装置如图8所表示。其主要试验步骤以下：图8图928/36a．用游标卡尺测量挡光条宽度l，结果如图9所表示；b．读出导轨标尺总长L0，并用直尺测出导轨标尺在竖直方向高度H0；c．读出滑块释放处挡光条与光电门中心之间距离s；d．由静止释放滑块，从数字计时器(图8中未画出)上读出挡光条经过光电门所用时间t。29/36回答以下问题：(1)由图9读出l＝______mm。(2)_________(选填“有”或“没有”)必要用天平称出滑块和挡光条总质量M。图1030/3631/3632/363．某试验小组在做“验证机械能守恒定律”试验中，提出了如图11所表示甲、乙两种方案：甲方案为用自由落体运动进行试验，乙方案为用小车在斜面上下滑进行试验。图1133/36(1)组内同学对两种方案进行了深入讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小方案，你认为该小组选择方案是________，理由是_____________________________________。(2)若该小组采取图甲装置打出了一条纸带如图12所表示，相邻两点之间时间间隔为0.02s，请依据纸带计算出B点速度大小____________m/s(结果保留三位有效数字)。图1234/36(3)该小组内同学们依据纸带算出了对应点速度，作出v2－h图线如图13所表示，请依据图线计算出当地重