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1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 【考纲全景透析】一、实验目的验证机械能守恒定律二、体的重力势能和动能互相转化，v，下落高度为 h，则重力势能的减少量为 能的增加量为 ，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，n 个点时速度的方法：如图所示,由公式可得第 n 个点的速度三、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).【热点难点全析】一、图示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，纸带的一端用夹子固定在重物上，松开纸带，5 次实验. ：分两种情况说明(1)如果根据 验证时，应选点迹清晰，打点成一条直线，且 1、2 两点间距离小于或接
2、近 2 、2 两点间的距离大于 2 是由于先释放纸带， 1 个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选.(2)如果根据 验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时，选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第 1、2 两点间的距离是否为 2 无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用.【例 1】(2010海南高考)利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图所示：(1)实验步骤：将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于 1 m，将导轨调至水平；用游标卡尺测量挡光条的宽度 l，结果如图所示，由此读出 l=_ 由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离 s=_将滑块移至光电门 1 左侧某处，待砝码静止不
3、动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门 2；从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门 1 和光电门 2 所用的时间 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.(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式：滑块通过光电门 1 和光电门 2 时瞬时速度分别为 _和 _.当滑块通过光电门 1 和光电门 2 时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为 _和 _.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 _(重力加速度为 g).(3)如果 _，则可认为验证了机械能守恒定律.【答案】(1)案在 间的，也给分)(3)解
4、】由于挡光条宽度很小，因此将挡光条通过光电门时的平均速度当做瞬时速度，挡光条的宽度 l 可用游标卡尺测量，挡光时间 t 可从数字计时器读出，因此，滑块过光电门的瞬时速度为 ，由于质量事先已用天平测出，所以，出重力势能的减少值，在误差允许范围内相等， ：利用起始点和第 n 如果在实验误差允许的条件下， 相等，则验证了机械能守恒定律. 方法二：任取两点计算(1)任取两点 A、B 测出 出 2)算出 的值.(3)在实验误差允许的条件下，若成立，则验证了机械能守恒定律. 方法三：量从第一点到其余各点的下落高度 h，并计算各点速度的平方 后以 为纵轴，以 h 为横轴，g 的直线，）打点计时器要稳定地固定
5、在铁架台上，打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，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.（3）实验中，需保持提纸带的手不动，且保证纸带竖直，待接通电源，打点计时器工作稳定后，再松开纸带.（4）测下落高度时，要从第一个打点测起，并且各点对应的下落高度要一次测量完.（5）如果不测出物体质量时，只需验证 也可以 验证机械能守恒定律.（6）速度不能用 vn=计算，因为只要认为加速度为 g，机械能当然守恒，即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律，况且用 vn=算出的速度比实际值大， ，而因为摩擦阻力的影响，机械能
6、应该减小，物下落的高度 h,也只能用刻度尺直接测量，差分析：（1）本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服阻力做功,故动能的增加量一定略小于重力势能的减少量,这是不可避免的,属于系统误差,改进的方法是调整器材的安装,尽可能地减少阻力.（2）本实验的另一误差来源于长度的测量,选的距离尽可能大一些，或者多次测量取平均值.【例 2】(1)在做“验证机械能守恒定律”的实验时，实验小组 A 不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏了,剩下的一部分纸带上各点间的距离如图所示的数值，已知打点计时器的周期为 T =力加速度 g =9.8 m/锤的质量为 m,已知 记录 B 点时重锤的动能 J(写计算式字母表示),
7、记录C 点时重锤的动能 ;重锤从 B 点到 C 点重力势能变化量是 J,动能变化量是 .（2）在验证机械能守恒定律的实验中自由落下的重锤质量要大一些，这是为了减少对实验的影响. 实验中 测定重锤的质量( 填“要”或“不要” ).实验小组 C 在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用,因此想到可以通过该实验装置测阻力的大小. 根据已知当地重力加速度公认的较准确的值为 g, 电源的频率为 f, 又测量出物理量 , )(4)()(213）们用这些物理量求出了重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小 F （用字母表示）. 答
8、案： 在实验误差范围内,只有重力做功时,物体的机械能守恒.空气阻力和打点计时器器对纸带的阻力不要相邻的两点间的位移 S 2 、S 3、S 4, 重锤的质量 m ,【高考零距离】【2012 年】暂无【2011 年】1.（2011海南物理要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图 1 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；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
9、度差，b 表示遮光片的宽度，s 表示 A ，B 两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过 B 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；（1）若将滑块自 A 点由静止释放，则在滑块从 A 运动至 B 的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_。动能的增加量可表示为_。若在运动过程中机械能守恒， 与 s 的关系式为 = ）多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A 点）下滑，测量相应的 s 与 t 值，结果如下表所示： ， 为纵坐标，在答题卡上对应图 2 位置的21 和第 5 个数据点；根据 5 个数据点作直线，求得该直线的斜率 k=_
10、( 位有效数字)h、d、b、M 和 m 数值可以计算出 直线的斜率 ，将 k 和 进行比较，若其差值在21st可认为此试验验证了机械能守恒定律。【答案】：（1） ， ， （2）如图所示，)(tb【详解】 （1）滑块和遮光片的重力势能减少，砝码的重力势能增加，所以系统的重力势能减少的量为 ；滑块运动到光电门时的速度为以系统的动能增加量为 。若机械能守恒，2)()(1 ，2)(解得 。1（2）如图所示。由图象可求得斜率 2010 安徽卷）21 （6 分）利用图示装置进行验证机械能守恒定律的试验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度 h。某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方
11、案。1 用刻度尺测出物体下落的高度 h，并测出下落时间 t,通过 算出瞬时速度 用刻度尺测出物体下落的高度 ，并通过 2根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度 用刻度尺测出物体下落的高度 h，根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度 0v。以上方案中只有一种正确，正确的是 。 （填入相应的字母）答案：2010 四川卷）22.（5 分） （2）有 4 条用打点计时器（所用交流电频率为 50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
