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《（全国通用）2018年高考物理一轮复习第6章机械能微专题33实验：验证机械能守恒定律》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、实验：验证机械能守恒定律［方法点拨］要明确“谁”在“哪个过程”小机械能守恒，列出守恒方程，明确要测量的物理量.1.用如图1甲所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验时接通电源，质量为处的重物从高处由静止释放，质量为加的重物拖着纸带打出一系列的点，图乙是实验中打出的一条纸带,力是打下的第1个点，计数点仗F、。到力点距离分别为么、丛、么，每相邻两计数点的吋I'可间隔为T,当地重力加速度为g.(以下所求物理量均用已知符号表示)乙甲系统重力势能的减少量卜氏=能守恒定律.,比较Ag、△4大小即可验证机械⑴在打点久B、C、D、从尸
2、的过程中，系统动能的增加量△£=v(2)某同学根据纸带算出各计数点速度，并作出耳一d图象，如图2所示,即可验证机械能导恒定律.2.某课外活动小组利用竖直上抛运动来验证机械能守恒定律:(1)某同学用20分度游标卡尺测量小球的直径，读数如图3甲所示，小球直径为cm.用图乙所示的弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门久B,计吋装置测出小球通过A.〃的时间分别为2.55ms、5.15ms,由此可知小球通过光电门人〃时的速度分别为勿、Vb,其中VA=m/s.ILL恋乙iJJJJJJJ■刻度尺⑵用刻度尺测出光电门/I、〃间的
3、距离h,己知当地的重力加速度为g,只需比较与是否相等就可以验证机械能是否守恒（用题目中涉及的物理量符号来表示）.（3）通过多次的实验发现，小球通过光电门〃的时间越短，（2）中要验证的两数值差别越大，试分析实验屮产生误差的主要原因是.1.某小组同学用简易装置验证机械能守恒定律，他们找来一块平整且比较光滑的木板，从实验室借來打点计时器、刻度尺、小车和纸带.他们把木板搭在台阶上.如图4甲安装好实验器材，得到如图乙所示的一条纸带.（1）在验证机械能是否守恒时，还需要测量台阶的高度力和木板的长度厶已知纸带上相邻两计数点Z间的时
4、间间隔为7；纸带上弘/V两点间的数据，已知该组同学需要验证的机械能守恒的表达式为（用题中所给物理量的字母表示）.乙图4⑵在该实验中下列说法正确的是・A.该实验屮先接通电源，后释放小车b.rtr于摩擦力对实验结果有影响，所以把木板搭在台阶上是为了平衡摩擦C.由于阻力的存在，该实验中小车增加的动能一定小于小车减少的重力势能0.在该实验中还需要用天平测量小车的质量1.某同学利用如图5甲所示装置来验证机械能守恒定律，器材为：铁架台，约50cm的不可伸长的细线，带孔的小铁球，光电门和计时器（可以记录挡光的时间），量角器，刻度尺
5、，游标卡尺.实验前先查阅资料得到肖地的重力加速度为g,再将细线穿过小铁球，悬挂在铁架台的横杆上，在小球轨迹的最低点安装好光电门，依次测量摆线的长度7,摆球的直径d,测量摆角从静止开始释放小球，摆球通过光电门吋记录吋间rrIIIIIFn（1）用50分度游标卡尺测量小球直径,刻度线如图乙（中间若干刻度线未画出），则d=01cm.⑵若等式在误差范围内成立，则验证了机械能守恒.（用题中物理量符号表示）（3）除空气阻力以及量角器、刻度尺、游标卡尺测量产生的误差，再写出一个主要的误差来源:1.(1)加+颱在一d8?答案精析5b
6、—gck解析(1)打F点时的速度作音尹,因为打A点时的速度为零，所以系统动能的增加量△&=#(旳+他)4加+；系统重力势能的减少量/=显_朮£d,⑵根据系统机械能守恒定律可得(zzfe—/7Zi)gd=-(/ZA+/n>)V.即在2—〃图彖中图线的斜率k=nk—nih+mf'2.(1)1.0204.0(2)ghf-f(3)小球上升过程屮受到空气阻力的作用，速度越大,所受阻力越大解析(1)根据游标卡尺读数原理知题图甲所示的小球直径为<7=10mm+0.05X4inni=10.20mm=1.020cm.由于小球通过光
7、电门的时间很短，可以用通过光电门的平均速度代替瞬时速度,由速度定义式可知，内=?=丫；m/s=4.0m/s.t2.5b(1)小球从弭到必重力势能增加/昭•力，动能减少扌加说一如说，则要验证机械能是否守恒，只需比较渤与#—号是否相等即可.⑶小球通过光电门昇的时间越短，说明小球速度越大.(2)中要验证的两数值差越大，说明机械能损失越大，克服空气阻力做功越大，阻力越大，这说明小球上升过程中受到空气阻力的作用，速度越大，所受阻力越大.3.(1)ghd+di(2)AC解析(1)要验证小车下滑过程中机械能守恒，则需要确定小车减
8、少的重力势能与增加的动能是否近似相等•从打点计时器打下妙点到打下N点过程屮，小车重力势能减少量为A劣=,妬(丛+么)•彳，打点计时器打下於点时，小车的速度5=忙；'「,同理打点计时器打下川点时，小车的速度弓#,因此小车增加的动能为A念=*飒谥一渤，由机械能守恒定律有：A姊=整理可得：斷“丁=第'2一_.(2)使用打点计时器时需要先接通电源，后释
