高考物理一轮复习第5章机械能及其守恒定律实验6验证机械能守恒定律教师用书.doc

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1、实验六　验证机械能守恒定律一、实验目的验证机械能守恒定律．二、实验器材铁架台(含铁夹)，打点计时器，学生电源，纸带，复写纸，导线，毫米刻度尺，重物(带纸带夹)．考点一

2、实验原理与操作[母题]　在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，电源的频率为50Hz，依次打出的点为0,1,2,3,4…n.则：图实61(1)如用第2点到第6点之间的纸带来验证，必须直接测量的物理量为_______________、___________________、_________________，必须计算出的物理量为

3、_____________、________________，验证的表达式为___________．(2)下列实验步骤操作合理的排列顺序是________．(填写步骤前面的字母)A．将打点计时器竖直安装在铁架台上B．先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落C．取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验D．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带E．选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h1，h2，h3，…hn，计算出对应的瞬时速度v1，v2，v3，…vnF．分别算出mv和m

4、ghn，在实验误差范围内看是否相等【解析】　(1)要验证从第2点到第6点之间的纸带对应重物的运动过程中机械能守恒，应测出第2点到第6点的距离h26，要计算第2点和第6点的速度v2和v6，必须测出第1点到第3点之间的距离h13和第5点到第7点之间的距离h57，机械能守恒的表达式为mgh26＝mv－mv.(2)实验操作顺序为ADBCEF.【答案】　(1)第2点到第6点之间的距离h26第1点到第3点之间的距离h13第5点到第7点之间的距离h57第2点的瞬时速度v2　第6点的瞬时速度v611mgh26＝m

5、v－mv(2)ADBCEF[借题悟法·核心点拨]1.实验原理的理解[第(1)问](1)两种验证方法①利用起始点和第n点计算．代入ghn和v，如果在实验误差允许的条件下，ghn＝v，则机械能守恒定律是正确的.②任取两点计算ⅰ)任取两点A、B，测出hAB，算出ghAB.ⅱ)算出v－v的值.ⅲ)在实验误差允许的条件下，如果ghAB＝v－v，则机械能守恒定律是正确的.(2)不需要测量重物质量m.2.实验操作步骤[第(2)问]安装→穿纸带→打纸带→处理数据.[母题迁移](2017·广东高三联考)(1)在利用

6、重锤做自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，有关重锤的质量，下列说法正确的是(　　)A．应选用质量较大的重锤，使重锤和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力B．应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动C．不需要称量重锤的质量D．必须称量重锤的质量(2)在该实验中，选定了一条较为理想的纸带，如图实62所示，“0”为起始点，以后纸带上所打的各点依次记为1、2、3…，测得的x1、x2、x3…是重锤从开始运动到各时刻的位移．已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为

7、g，则当打点计时器打点“4”时，重锤动能的表达式为________________；从“0”点到“4”点的过程中重锤重力势能的减少量表达式为______________________________________________________________．11图实62【解析】　(1)实验时选择质量较大的重锤，使得重力远大于阻力，使得阻力的影响可以忽略，故A正确；物体做自由落体运动与其质量和惯性无关，故B错误；因为我们是比较mgh和mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要测出质量，故C正确

8、，D错误．(2)4点的瞬时速度：v4＝，则打点计时器打点“4”时，重锤动能的表达式为：Ek4＝mv＝；从“0”点到“4”点的过程中重锤重力势能的减少量表达式为：ΔEp＝mgx4.【答案】　(1)AC　(2)　ΔEp＝mgx4考点二

9、数据处理与误差分析[母题]　(2017·孝感高三冲刺卷)用如图实63甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．如图实63乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下

10、的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打下的点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示．已知m1＝50g、m2＝150g，则(计算结果保留两位有效数字)甲　　　　　　　　　　　　丙乙图实63(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5＝________m/s.(2)在计数点0～5过程中系统动能的增量ΔEk＝________J．为了简化计算．g取10m/s2，则系统势能的减少量ΔEp＝________J.(3)实验结果显示ΔEp>ΔEk，那么造成这一现象的主要原因是______________