高考物理总复习 第五单元 功和能 第6节 实验七 验证机械能守恒定律学案 新课标（北京专版）.doc

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1、2013届新课标高考物理总复习学案第五单元功和能第6节实验七验证机械能守恒定验证机械能守恒定律。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)。1．仪器安装按图实－7－2所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。图实－7－22．打纸带将纸带的一端用夹子固定在重物上，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在靠近打点计时器的地方。先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落。更换纸带重复做3～5次实验。(1)实验控制条件，即应满足机械能守恒的条件，这就要求尽量减小各种阻力的影响，采取的措施有：①安装打点计时器时，必须使两

2、个限位孔的中线严格竖直，以减小摩擦阻力。②应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小。1．偶然误差偶然误差的来源主要来源于测量，减小测量误差的办法，一是测下落距离时都从0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。图实－7－5图实－7－5[例1]　利用如图实－7－6所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案：图实－7－6[答案]　d[例2]　用如图实－7－7所示的装置验证机械能守恒定律，质量mkg的重物拖着

3、纸带由静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列点，在纸带上选取三个相邻计数点A、B、C，相邻计数点时间间隔为0.10s，O是重物刚开始下落时打下的第一个点，计数点间的距离如图实－7－8所示。图实－7－7(g取9.8m/s2，结果保留两位有效数字)图实－7－8(1)在纸带上打下计数点B时的速度v＝________m/s；(2)在打点O到B的过程中，重物动能的增加量ΔEk＝________mJ，重物重力势能的减少量ΔEp＝_______mJ；(3)实验中误差产生的原因有________。(写出两个原因即可)重物重力势能的减少量：ΔEp＝mghOB＝5.3mJ。(3)空气阻力；纸带受到打点计时

4、器的阻力作用；用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差(任选其二)。[答案]　(1)3.2　(2)5.1　5.3　(3)见解析[例3]　(2011·海南高考)现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图实－7－9所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；图实－7－9遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t。用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点间的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B

5、点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图：图实－7－10(2)第1和第5个数据点及所作直线如图所示。直线的斜率约为k＝2.36×104m－1·s－2。[每课一测]1．下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中，正确的是(　　)A．重物质量的称量不准会造成较大误差B．重物质量选用得大些，有利于减小误差C．重物质量选用得较小些，有利于减小误差D．纸带下落和打点不同步不会影响实验解析：验证机械能守恒，即验证减少的重力势能是否等于增加的动能即mgh＝mv2，其中质量可以约去，没必要测量重物质量，A不正确。当重物质量大一些时，空气阻力可以忽略，B正确，C错误。纸带先下落而后打

6、点，此时，纸带上最初两点的点迹间隔较正常时略大，用此纸带进行数据处理，其结果是重物在打第一个点时就有了初动能，因此重物动能的增加量比重物重力势能的减少量大，D错误。答案：B2．有4条用打点计时器(所用交流电频率为50Hz)打出的纸带A、B、C、D，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带，某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为s1、s2、s3。请你根据下列s1、s2、s3的测量结果确定该纸带为(已知当地的重力加速度为9.791m/s2)(　　)A．61.0mm　65.8mm　70.7mmB．41.2mm　45.1mm　53.0

7、mmC．49.6mm　53.5mm　57.3mmD．60.5mm　61.0mm　60.6mm解析：验证机械能守恒定律采用重锤的自由落体运动实现，所以相邻的0.02s内的位移增加量为Δs＝gT2＝9.791×0.022mm≈3.9mm，只有C符合要求。故选C。答案：C3.某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔0.05s闪光一次，图实－7－11中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下