高考物理复习专题知识点15-验证机械能守恒定律A4.pdf

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1、验证机械能守恒定律一．考点整理实验过程1．实验原理：通过实验，求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量，若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律．2．实验目的：验证机械能守恒定律．3．实验器材：、电源、纸带、复写纸、重物、、铁架台（附夹子）、导线、开关4．实验步骤：⑴按照装置图组装实验装置，检查、调整好打点计时器，使其固定在铁架台上，接好电路．⑵打纸带：将纸带的一端用固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止打点计时器的地方，先，后，让重物带着纸带自由下落．更换纸带重复做3–5次．1⑶选纸带：分别两种情况①用

2、mvn2=mghn验证时，应选点迹清晰，且尽量在同一条直线上；②211用mvA2–mvA2=mgΔh验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时，选择适当的点22为基准点，只要后面的点迹清晰就可选用．5．实验结论：在误差允许的范围内，自由落体过程机械能守恒．16．误差分析：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ΔEk=mvn2必定2势能的减少量ΔEp=mghn，改进办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力．减少误差的方法一是测下落距离时都从点量起，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．7．注意事项：①打点计时器要竖直：安装打点计时器时要

3、架稳，使其两限位孔在同一内以减少摩擦阻力；②重物密度要大：重物应选用质量大、体积小、密度大的材料；③一先一后：应先，让打点计时器正常工作，后让重物下落；④测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用vn=(dn+1–dn–1)/2T，不能用vn=2gdn或vn=gt来计算．二．思考与练习思维启动1．在验证机械能守恒定律的实验中有关重锤质量，下列说法中正确的是（）A．应选用密度和质量较大的重锤，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．不需要称量锤的质量D．必须称量重锤的质量，而且要估读到0

4、.01g2．某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如图所示，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．所用的XDS—007光电门传感器可测的最短时间为0.01ms.将挡光效果好、宽度为d=3.8×10－3m的黑色磁带贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门．某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间Δti与图中所示的高度差Δhi并对部分数据进行处理，结果如下表所示．（取g=9.8m/s2，注：表格中M为直尺质量）d11次数Δti/10－3svi=/m·s－1ΔEki=Mv2i–Mv21Δhi/

5、mMgΔhiti2211.213.1421.153.300.52M0.060.58M31.003.782.29M0.232.25M40.954.003.17M0.323.14M50.900.41⑴从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用vi=d/ti求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是．⑵请将表格中数据填写完整．⑶通过实验得出的结论是．⑷根据该实验请你判断下列ΔEk–Δh图象中正确的是三．考点分类探讨典型问题〖考点1〗实验器材的选择及误差分析【例1】做“验证机械能守恒定律”实验，完成下列问题：⑴从下列器材中选出实验时所用的器材（填写编号）___

6、___________A．打点计时器（包括纸带）B．重锤　C．天平　D．毫米刻度尺　E．秒表　F．运动小车⑵打点计时器的安装要求________；开始打点计时的时候，应先________，然后__________．⑶计算时对所选用的纸带要求是．⑷实验中产生系统误差的主要原因是________，使重锤获得的动能往往________．为减小误差，悬挂在纸带下的重锤应选择_______________________________________________________．【变式跟踪1】用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”．⑴下列物理量需要测量的是____

7、____，通过计算得到的是________（填写代号）A．重锤质量B．重力加速度C．重锤下落的高度D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度⑵设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g．图乙是实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续点．根据测得的x1、x2、x3、x4写出重锤由B点到D点势能减少量的表达式________，动能增量的表达式________．由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是________（选填“大于”、“等于”或“小于”）重力势能的减少量．〖考点2〗实验数据的处理及分析【例2】用如图甲所示实验装置验证m1、m

8、2组成的系统机械能守恒．