（江苏专版）2019年高考物理总复习 第23讲 实验五 验证机械能守恒定律讲义

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1、第23讲　实验五：验证机械能守恒定律考情剖析考查内容考纲要求考查年份考查详情能力要求实验、探究：验证机械能守恒定律16年T11—实验，以单摆为背景考查验证机械能是否守恒探究、推理弱项清单1.基本仪器是否估读掌握不准确；2.在实验原理分析上、理解并运用功能关系和动能定理及用准确的物理语言进行描述等方面的掌握不够；3.不理解实验原理；处理实验数据能力不强等；4.教学中强调打点计时器的纸带处理较多，对电磁打点计时器的实际操作忽视.实验储备一、实验目的验证机械能守恒定律．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　二、实验原理通过实验，求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相

2、应过程动能的增加量，若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律．三、实验器材打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(附铁夹)、导线两根．四、实验步骤1．根据实验原理图安装仪器．2．将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器的限位孔．3．用手提着纸带，让重物靠近打点计时器并处于静止状态，然后接通电源，松开纸带，让重物自由落下，纸带上打下一系列小点．4．从几条打下点的纸带中挑选出点迹清晰的纸带进行测量，ΔEk＝mv，ΔEp＝mgdn，vn＝.5．计算对比ΔEp与ΔEk.五、实验结论在误差允许的范围内，自由落体运动过程机械能守恒．六、误差分析1．测量误

3、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ΔEk＝mv必定稍小于重力势能的减少量ΔEp＝mgdn，改进办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力．七、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vn＝，不能用vn＝或vn＝gt来计

4、算．技能优化释难答疑的金钥匙考点1　实验原理和实验操作【典型例题1】　(16年南京模拟)利用如图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　甲(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

5、、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＝________.乙(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＝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v

6、2h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．　1.利用图甲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B补充完整：A．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．图乙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点．分别测出若干连续点A、B、C……与O点之间的距离h1、h2、h3….甲乙(2)已知打点计时器的打点周期为T，重物质量为

7、m，重力加速度为g，结合实验中所测得的h1、h2、h3，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Ek和重力势能Ep，建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示Ek和Ep，根据以上数据在图丙中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ.已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1＝2.94J/m，请计算图线Ⅱ的斜率的绝对值k2＝________J/m(保留3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___