高三物理机械能及其守恒定律

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1、第五章机械能及其守恒定律§5.5实验机械能及其守恒定律【学习目标】1．培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度。2．通过验证机械能守恒定律进一步加深对机械能守恒条件的理解。【自主学习】⒈为进行验证机械能守恒定律的实验，有下列器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平。其中不必要的器材有：；缺少的器材是。⒉物体做自由落体运动时，只受力作用，其机械能守恒，若物体自由下落H高度时速度为V，应有MgH=，故只要gH=1/2V2成立，即可验证自由落体运动中物体的机械能守恒。⒊在打出的各纸带中挑选出一条点迹，且第1、2两打点间距离接近的纸带。⒋

2、测定第N个点的瞬时速度的方法是：测出与N点相邻的前、后两段相等时间T内下落的距离SN和SN+1，，有公式VN=算出。⒌在验证机械能守恒定律时，如果以v2／2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是，才能验证机械能守恒定律，其斜率等于的数值。【典型例题】例题⒈在“验证机械能守恒定律”的实验中，所用电源的频率为50Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量各计数点对应刻度尺上的读数如图所示.(图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D、E分别是每打两个点取出的计数点)根据纸带要求计算：(1)若重锤的质量为m，则重锤从开始下落到打B点时，减少的重力势能是多少?(2)重锤下落

3、到打B点时增加的动能为多大?(3)从上述数据可得出什么结论?例题⒉利用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验，按正确的实验操作得到几条纸带.一位同学选取了一条头两点间的距离明显小于2mm的纸带进行标点（标出0、1、2、3……各实际点迹），测出各点与0点的高度差h1、h2、h3……那么能否用它正确计算比较点n位置处的动能与重力势能的对应关系（n＝2,3，4……），即能否验证1/2mvn2=mghn？为什么？若不能验证，则应如何改进？【针对训练】⒈某同学为验证机械能守恒定律编排了如下实验步骤：A.用天平称出重物的质量；B.把纸带固定到重物上，并把纸带穿过打点计时器，提升到一定高度；C

4、.拆掉导线，整理仪器；D.断开电源，调整纸带，重做两次；E.用秒表测出重物下落的时间；F.用毫米刻度尺测出计数点与起点的距离，记录数据，并计算出结果，得出结论；G.把打点计时器接到低压交流电源上；H.接通电源，释放纸带；I.把打点计时器接到低压直流电源上；J.把打点计时器固定到桌边的铁架台上。上述实验步骤中错误的是，可有可无的是，其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列是。（均只需填步骤的代号）⒉某同学在进行验证机械能守恒的实验时，获得了数条纸带，则正确的是()A.挑选第一、二两点间的距离接近2cm的纸带进行测量B.在纸带上选取点迹清楚的、方便测量的某点作计数点的始点.C.用刻度尺量出各

5、计数点到第一点迹之间的距离，得出重锤下落相应高度h1、h2……hn.D.用公式υ=，计算出各计数点对应的重锤的瞬时速度.⒊在做“验证机械能守恒定律”的实验时，用打点计时器打出纸带如图所示，其中A点为打下的第一个点，0、1、2……为连续的计数点。现测得两相邻计数点之间的距离分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知相邻计数点间的打点时间间隔均为T。根据纸带测量出的距离及打点的时间间隔，可以求出此实验过程中重锤下落运动的加速度大小表达式为_________。在打第5号计数点时，纸带运动的瞬时速度大小的表达式为________。要验证机械能守恒定律，为减小实验误差，应选择打下第_____

6、____号和第__________号计数点之间的过程为研究对象。⒋某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图所示，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9．8m/s2，若重锤质量为1kg。打点计时器打出B点时，重锤下落的速度VB=m/s，重锤的动能EkB=J。从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为J。根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中，得到的结论是。【能力训练】1.在“验证机械能守恒定律”的实验中，除天平、铁

7、架台、夹子、纸带和重物外，还需要（）A.秒表B.刻度尺C.学生电源D.打点计时器2.在“验证机械能守恒定律”的实验中，对于自由下落的重物，下列选择条件中可取的是（）A.选用重物时，重的比轻的好B.选用重物时，体积小的比大的好C.重物所受重力应与它所受的空气阻力和纸带所受打点计时器的阻力平衡D.重物所受重力应远大于它所受的空气阻力和纸带所受打点计时器的阻力3.在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列叙述正确的是（）A.安装打点计时器时，两纸带限位孔