浙江专版2019版高考物理大一轮复习第五章机械能守恒定律实验8验证机械能守恒定律学案

1、实验8验证机械能量守恒定律试验纲解读 (1)掌握从纸录音带测量下落距离、测量瞬时速度的方法。 (2)可以从实验数据得出实验结论。 (3)能够定性分析实验误差的产生原因。、误差分析1 .减小检验误差：一是测量下落距离时均从0点开始，一次测量完各打点对应的下落高度，二是多次取平均值。2 .误差源：为了克服重物和纸录音带的下落过程中的阻力进行办事儿，动能的增加量Ek=mv一定比重力势的减少量Ep=mghn小一点，改进方法是调整器材的安装，尽量减小阻力。试验点1的实验原理和实验操作1 .打点计时器请保持垂直：安装打点计时器时，请使两挡块孔处于同一垂直平面内，以减小摩擦阻力。2 .重物密度大：重物应选用

2、质量大、体积小、密度大的材料。3 .第一天后：请接通电源，使打点计时器正常工作后，松开纸录音带，使重物落下。4 .长度测量，校正操作速度：在某个时间点的瞬时速度校正操作应用vn=，并且不能用vn=或vn=gt进行校正操作。1 .在使用图示的装置进行验证机械能量守恒规则的实验的情况下，有必要测定物体从静止到某一点开始自由下落时的瞬时速度v和落下高度h。 一班同学利用实验得到的纸张录音带，修订了以下四项测量方案a .用标尺测量物体落下的高度h，测量落下时间t，用v=gt计算瞬时速度vb .用标尺测量物体的下落高度h，用v=计算出瞬时速度vc .根据进行均匀变速直线运动时的纸带上的某点的瞬时速度和该

3、点的前后邻接的2点间的平均速率，修正测量瞬时速度v，用h=计算高度hd .用标尺测量物体落下的高度h，根据进行均匀变速直线运动时的纸带上的某点的瞬时速度和该点前后邻接的2点间的平均速率，修正测量瞬时速度v上述方案中只有一个是正确的，正确的是 (填写相应的文字)在验证解析机械能量守恒定律的实验中，不能将物体落下的加速度看作g，只能看作未知的值，因此正确的方案只有d项。答案d2 .使用图中所示的实验装置验证机械能量守恒定律。 实验使用的电源有学生电源，输出电压有6 V的交流和直流两种。 重锤从高处开始从静止落下，被重锤牵引的纸录音带打出一系列的点，通过测量图中纸录音带的点痕，能够验证机械能量守恒规

4、律。(1)以下列举了这个实验的几个操作顺序a .按照图示的装置安装去老虎钳b .将打点定时器连接到电源的“直流输出”上c .用天平测量重锤的质量d .打开电源后释放纸张录音带，输出纸张录音带e .测量纸带上某一点之间的距离f .根据测定结果来补正重锤下落中减少的重力势能是否与增加的动能相等其中不需要执行的步骤是而操作错误的步骤是(2)利用该装置也能够测量重锤落下的加速度a的值。 从打出的纸录音带中，选择纸录音带上连续的5个点a、b、c、d、e，测量各点间的距离，如图所示，若将电源的频率设为f，则修正重锤落下的加速度的表达式a=_。 (用x1、x2、x3、x4和f表示)。分析本问题，考察“验证机

5、械能量守恒定律”的实验步骤、数据处理、牛顿的第二定律。 (1)不需要步骤c。 重锤的质量不需要测量。 因为式mgh=mv2的两侧质量约减少了打点计时器使用低压交流电源，步骤b是错误的。 (2)为了减小实验误差，能够使用逐次差法求出加速度，由于x4-x2=2aT2、x3-x1=2aT2，因此能够从以上的2式中得到a=。答案(1)C B (2)试验点2的数据处理及误差分析数据处理方法在用方法mv2=mgh验证的情况下，使用起点和第n点进行修正。方法2 :使用2:mv-mv=mgh进行验证时，任意取2点进行修正。方法3 :成像法。 从纸录音带中选择多个点，测定从第1点到该侑各点的落下高度h，修正各点

6、的速度的平方v2，接着以v2为纵轴，以h为横轴，从实验数据绘制v2h图。 在允许误差的范围内，如果绘图通过原点，倾斜度为g的直线，则验证了机械能量守恒定律。1 .在“验证机械能量守恒定律”实验中(1)两实验组的学生分别采用图甲和乙所示的装置，使用两个不同的实验方案进行实验。在图甲中，掉落物选择密度为_ (大或小)的重物。 在图b中，两个重物之间的质量关系是m1_m2(可选“”、=”、“#”。采用图b的方案进行实验，所需实验器材为交流电源、刻度尺和_ _ _ _ _；比较两个实验方案的话，我认为如图所示的实验方案比较合理。 原因是(2)某学生采用图甲所示的方案，选择一条纸录音带如下图所示。 其中

7、，以o点为起点，a、b、c为三个修正点，打点计时器通过50 Hz交流，修正点a与b之间、b与c之间还有一个点，重物的质量取0.5 kg，由g以上的数据来看，打b点时重物的重力势比开始落下时此时的动能为_j，从上述2个数据得出的结论为_。 (结果保留3位的有效数字)解析(1)为了减小空气阻力的影响，在选择体积小、密度大的重物的问题图b中，m2在m1的拉力下向上运动，因此m1m2。 分析两种重物的质量不同，系统损失的重力势能是否与增加的动能基本相等时，两侧的质量不能约，因此需要用天平测量两种重物的质量。 标题图b所示的实验还受到细线和滑轮的阻力的影响，机械能量损失大，因此标题图a所示的实验方案是合

8、理的。(2)重力势的减少量是Ep=mghOB=0.867 J。 打b点时的重物的速度为vB=，打b点时的重物的动能为EkB=m()2=0.852 J，可知在误差允许的范围内，重物落下时的机械能被保存。答案(1)大天平甲图乙还受到细线和滑轮阻力的影响(2)在2)0.867 0.852误差允许的范围内，重物落下时机械能被保存2 .在“验证机械能量守恒定律”实验中，现有器材为带铁元素回形针的铁元素架台、电磁打点计时器、纸录音带、重锤、天平、毫米刻度、50 Hz交流电源。 回答以下问题(1)关于重锤的选择，以下说法正确的是()a .选重锤时，重的比轻的好b .选择重锤时，密度大的比密度小的好c .选定重锤称为质量d .重锤受到