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

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1、（实验步骤｝-实验8验证机械能守恒定律（必考）［考纲解读］（1）会根据纸带测定下落的距离，掌握测量瞬时速度的方法。（2）能根据实验数据得出实验结论。（3）能对实验误差的产生原因作定性分析。,、通过实验.求出做自由落体运动物体的币:力势能的减｛实验原理卜少讹和相应过程动能的增加:d若二者相等•说明机械能守恒.从而验证机械能守恒定律驗叭S跖怜幣W物'沁'I）安装仪器②将纸带固定在氓物匕让纸带穿过打点汁时器限位孔3用手捉看纸带.让匝物靠近打点计时器并处于抻止状态.然并接通电源.松开纸带•让丑物自由落下.纸带上打下•系列小点④从儿条打卜•点的纸带小挑选出点迹淸楚的纸带进行测/S）在起始点标上0.在

2、以后各点依次标上1、2、3….用刻度尺测出对应下落禹度心、血、心…

3、计算速度哩JT数据处理〕——方案一：利用起点和第"点：验证叽=4咱方案二：任取较远两点A、B：验归％=VB-ivA误差分析T实验结论｝-在误龙允许的范围内.自由落体过程机械能守恒1•减小测量误差：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.误差来源：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AE=*〃戒必定稍小于重力势能的减少量卜耳=High”,改进办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力。考点一实验原理与实验操作II方法指导II1・打点计时器要竖直：安装打点计时器时

4、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.重物密度要大：重物应选用质量大、体积小、密度大的材料。3•—先一后：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=h'不能用亦或％=gt来计算。I题组训练丨1.利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点吋的瞬吋速度y和下落高度仇某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案：A.用刻度尺测出物体下落的高度力，并测出下落时间方，通过计算岀瞬时速度卩B.用刻度尺测出物体下落的高度力，并通过计算出瞬时速度rC.根据做匀变速直线运动时

5、纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度,2V测算出瞬时速度v,并通过力=牙计算出高度hD.用刻度尺测出物体下落的高度力，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度r以上方案中只有一种正确，正确的是o（填入相应的字母）解析在验证机械能守恒定律的实验中不能将物体下落的加速度看做g,只能把它当做未知的定值，所以正确方案只有D项。答案D2.用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对图中纸带上的点痕进行测量，即可验证

6、机械能守恒定律。（1）下面列举了该实验的几个操作步骤:A.按照图示的装置安装器件B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上C.用天平测出重锤的质量D.先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带E.测量纸带上某些点间的距离F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能其中没有必要进行的步骤是,操作不当的步骤是o（2）利用这个装置也可以测暈重锤下落的加速度曰的数值。根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点/、B、C、〃、Q测岀各点之间的距离如图所示，使用电源的频率为f,则计算重锤下落的加速度的表达式臼=。（用川、壮、於、川及f表示）。()1H(?/）沪•••丿1心一►■——%2—

7、—・-——曲>•・解析本题考查“验证机械能守恒定律”的实验步骤、数据处理和牛顿第二定律。（1）步骤C不必要。重锤的质量不需要测量，因为等式〃矽力两边把质量约掉了；打点计时器使用的是低压交流电源，所以步骤B是错误的。（2）为了减小实验误差，可以采用逐差法求加速度，X—X2=2af,Xi~x=2af,所以rfl以上两式得答案（1）CB⑵（尬+匕―的―曲）P4考点二数据处理及误差分析II方法指导II数据处理的方法方法一：用*/〃/=/〃g力验证时，利用起始点和第刀点计算。方法二：用如说一*/〃说=/〃gA力验证时，任取两点计算。方法三：图象法。从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落

8、高度力，并计算各点速度的平方几然后以*/为纵轴，以力为横轴，根据实验数据绘出图线。若在误差允许的范围内图线是-•条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律。I题组训练丨1.在进行“验证机械能守恒定律”的实验屮:甲（1）两实验小组同学分别采用了如图甲和乙所示的装置，采用两种不同的实验方案进行实验。①在图甲屮，下落物体应选择密度（选填“大”或“小”）的重物；在图乙屮，两个重物的质量关系是血处（选填“〉”、“=”、“<”