验证机械能守恒定律

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1、高三物理学案第九周（10.27----11.2）第二、三课时验证机械能守恒定律考纲解读：1、验证机械能守恒定律的实验原理，误差分析高考中以实验题考查，分值4—6分典型例题：考点一实验原理及误差分析例1.如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平．回答下列问题：(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有______．(填入正确选项前的字母)A．刻度尺B．秒表C．0～12V的直流电源D．0～12V的交流电源(2)实验中误差产生的原因有________．(写出两个原因)①②考点二实验数据的处理

2、打点计时器重物纸带86.59cm70.99cm78.57cmABCO图a图b例2．某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地重力加速度为g=9.80m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图（b）所示。纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值。回答下列问题（计算结果保留3位有效数字）（1）打点计时器打B点时，重物速度的大小vB=m/s;（2）通过分析该同学测量的实验数据，他的实验结果是否验证了机械能守恒定律？简要说明分析的依据。考点

3、三改进创新题-4-例3.某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连:弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图(a)所示。向左推小球，使弹黄压缩一段距离后由静止释放:小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。回答下列问题：(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g。为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的(填正确答案标号)。A.小球的质量mB.小球抛出点到落地点的水平距离sC.桌面到地面的高度hD.弹簧的压

4、缩量△xE.弹簧原长l0(2).用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek=。(3)图(b)中的直线是实验测量得到的s-△x图线。从理论上可推出，如果h不变.m增加，s—△x图线的斜率会（填“增大”、“减小”或“不变”):如果m不变，h增加，s—△x图线的斜率会(填“增大”、“减小”或“不变”)。由图(b)中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与△x的次方成正比。当堂达标：1．在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg.甲、乙、丙三位学生分别用同一装置打出三条纸带，量出

5、各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.18cm、0.19cm和0.25cm，可见其中肯定有一个学生在操作上有错误．(1)错误操作是________________________．(2)若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图所示(相邻计数点时间间隔为0.02s)，那么(结果均保留两位有效数字)①纸带的________端与重物相连．②打点计时器打下计数点B时，重物的速度vB＝________.③在从起点O到打下计数点B的过程中重物重力势能的减少量是ΔEp＝________，此过程中重物动能的增加量是ΔEk＝________.

6、④通过计算，数值上ΔEp___ΔEk(填“>”“＝”或“<”)，这是因为____________．⑤实验的结论是________________________________________________________．2．如图为利用气垫导轨(滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略)“验证机械能守恒定律”的实验装置，请结合以下实验步骤完成填空．(1)将气垫导轨放在水平桌面上，并调节至水平．(2)用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m.用刻度尺测出两光电门中心之间的距离s，用游标卡尺测出挡光条的宽度L，如图所示，L的读数为____cm.-4-

7、(3)将滑块移至光电门1左侧某处，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2.读出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间Δt1和Δt2.(4)滑块通过光电门1和光电门2时，可以确定系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1＝__________和Ek2＝____________.在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量ΔEp＝____________.(已知重力加速度为g)比较________和________，若在实验误差允许的范围内相等，即可认为机械能是守恒的．3．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5

8、0Hz，依