《步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第五章 机械能守恒定律》实验6》由会员分享，可在线阅读，更多相关《步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第五章 机械能守恒定律》实验6（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 机械能 实验六 验证机械能守恒定律 考纲解读 考 点 一 考 点 二 考 点 三 基本实验要求 规律方法总结 考纲解读 实验演示 基本实验要求 1 实验目的 验证机械能守恒定律 2 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 3 实验器材 打点计时器 、 电源 、 纸带 、 复写纸 、 重物 、 刻度尺 、 铁架台 (带铁夹 )、 导线两根 基本实验要求 4 实验步骤 (1)安装器材：将打点计时器固定在铁架台上 ， 用导线将打点计时器与低压电源相连 (2)打纸带 用手竖直提起纸带
2、 ， 使重物停靠在打点计时器下方附近 ， 先接通电源 ， 再松开纸带 ， 让重物自由下落 ， 打点计时器就在纸带上打出一系列的点 ， 取下纸带 ， 换上新的纸带重打几条 (3 5条 )纸带 基本实验要求 规律方法总结 规律方法总结 规律方法总结 规律方法总结 h o 考 点 一 实验原理与实验操作 例 1利用图 示 实验装置探究重物下落过程中动能与重力势能的转化问题 (1)实验操作步骤如下 ， 请将步骤 A 按实验要求安装好实验装置； B 使重物靠近打点计时器 ， 接着先 _， 后_， 打点计时器在纸带上打下一系列的点； C 下 图为一条符合实验要求的纸带 ， 分别测出若干连续点 A、B、 C
3、 与 . 放开纸带 接通电源 考 点 一 实验原理与实验操作 (2)已知打点计时器的打点周期为 T， 重物质量为 m， 重力加速度为 g，结合实验中所测得的 可得重物下落到 _， 纸带从 点的过程中 ， 重物增加的动能为_， 减少的重力势能为 _ 考 点 一 实验原理与实验操作 (3)取打下 计算出该重物下落不同高度 p， 建立坐标系 ， 横轴表示 h， 纵轴表示 p， 根据数据在图中已绘出图线 和图线 斜率的绝对值 ， 请计算图线 的斜率 _J/m(保留三位有效数字 ) 重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受 重力的比值为 _(用 点 一 实验原理与实验操作 (4)通过对 得到的结论是
4、(只要求写出一条 )：_. 能的增加量小于重力势能的减少量 考 点 一 实验原理与实验操作 变式题组 1 如图所示 ， 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 50 依次打出的点为 0、 1、 2、 3、 4、 、 (1)如用第 2点到第 6点之间的纸带来验证 ， 必须直接测量的物理量为_ 、 _ 、_， 必须计算出的物理量为 _、_， 验证的表达式为 _ 第 2点到第 6点之间的距离 1点到第 3点之间的距离 5点到第 7点之间的距离 2点的瞬时速度 6点的瞬时速度 点 一 实验原理与实验操作 A D B C E F 考 点 一 实验原理与实验操作 2 “ 验证机械能
5、守恒定律 ”的实验装置可以采用图所示的甲或乙方案来进行 (1)比较这两种方案 ， _(填 “甲 ”或 “乙 ”)方案好些 (2)该同学开始实验时情形如图丙所示 ， 接通电源释放纸带 请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方： _； _. 甲 打点计时器接了直流电源 重物离打点计时器太远 考 点 一 实验原理与实验操作 (3)该实验中得到一条纸带 ， 且测得每两个计数点间的距离如图丁所示 已知相邻两个计数点之间的时间间隔 T 0.1 s 则物体运动的加速度 a _；该纸带是采用 _(填 “甲 ”或 “乙 ”)实验方案得到的 . 解析 由 x 用逐差法得到物体运动的加速度 a4.8
6、m/0 m/以该纸带是采用乙实验方案得到的 4.8 m/ 考 点 二 数据处理与误差分析 例 2用如图 甲 所示的实验装置验证 对纸带上的点迹进行测量 ， 即可验证机械能守恒定律 如图 乙 给出的是实验中获取的一条纸带： 0是打下的第一个点 ， 每相邻两计数点间还有 4个点 (图中未标出 )， 所用电源的频率为 50 计数点间的距离如图所示 已知 50 g、 150 g， 则： (结果均保留两位有效数字 ) 图 甲 图 乙 考 点 二 数据处理与误差分析 (1)在纸带上打下计数点 5时的速度 _m/s； (2)在打下第 0点到打下第 5点的过程中系统动能的增量 _ J， 系统势能的减少量 _J
7、； (取当地的重力加速度 g 10 m/46的中间时刻 下 ,上 , 考 点 二 数据处理与误差分析 图 3 点 二 数据处理与误差分析 变式题组 3 (2013海南单科 11)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 50当地重力加速度大小为 g m/b)所示 ， 纸带上的第一个点记为 O， 另选连续的三个点 A、 B、 图中给出了这三个点到 回答下列问题： (计算结果保留 3位有效数字 ) (b) (a) 考 点 二 数据处理与误差分析 (1)打点计时器打 重物速度的大小 _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
8、机械能守恒定律 ？ 简要说明分析的依据 点 二 数据处理与误差分析 4 为了验证机械能守恒定律 ， 某同学设计了如图所示的实验装置 ，并提供了如下的实验器材： A 小车 B 钩码 C 一端带定滑轮的木板 D 细线 E 电火花计时器 F 纸带 G 毫米刻度尺 H 低压交流电源 I 220 (1)根据上述实验装置和提供的实验器材，你认为实验中不需要的器材是 _(填写器材序号 )，还应补充的器材是 _ 需要H 需要测小车质量 天平 考 点 二 数据处理与误差分析 (2)实验中得到了一条纸带如图所示 ， 选择点迹清晰且便于测量的连续 7个点 (标号 0 6)， 测出 0到 1、 2、 3、 4、 5、
9、 6点的距离分别为 d1、打点周期为 时小车的速度 _；若测得小车质量为 M、 钩码质量为 m， 打点 1和点 5时小车的速度分别用 已知重力加速度为 g， 则验证点 1与点 5间系统的机械能守恒的关系式可表示为 _ 中间时刻 考 点 二 数据处理与误差分析 T 点 三 实验拓展与创新 本实验也可选用其他实验器材进行实验，只要能达到验证机械能守恒的目的即可，如可利用气垫导轨和滑块进行实验，需验证的表达式为 m g h 12( M m )(d 12( M m )(d ，也可利用摆球进行实验，需验证的表达式为 m g h12m 考 点 三 实验拓展与创新 例 3某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械
10、能守恒定律 ， 实验装置如图甲所示 在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器 A、 B， 滑块 若光线被遮光条遮挡 ， 光电传感器会输出高电压 ， 两光电传感器采集数据后与计算机相连 滑块在细线的牵引下向左加速运动 ， 遮光条经过光电传感器 A、 通过计算机可以得到如图乙所示的电压 考 点 三 实验拓展与创新 (1)实验前 ， 接通气源 ， 将滑块 (不挂钩码 )置于气垫导轨上 ， 轻推滑块 ， 当图乙中的 填 “”、 “ ”或 “”)时 ， 说明气垫已经水平 用螺旋测微器测量遮光条宽度 d， 测量结果如图丙所示 ，则 d _ 说明：气垫水平 = 8 47 估读： 5 8 + 47 5
11、 点 三 实验拓展与创新 (2)将滑块 相连 ， 将滑块 若 要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒 ， 还应测出 _和_(写出物理量的名称及符号 ) (3)若上述物理量间满足关系式 _，则表明在上述过程中 ， 滑块和钩码组成的系统机械能守恒 两光电门之间的距离 L 滑块的质量 M 考 点 三 实验拓展与创新 变式题组 5 利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律 如图所示 ， 所标数据为实际距离 ， 该小组同学通过计算得到小球不同时刻的速度和速度的平方值如下表 当他们要计算重力势能的改变量时 ，发现不知道当地重力加速度 ， 请你根据实验数据 ， 按照下列要求计算出重力加速度 . 时刻 t1 t2 t3 t4 度 v/(ms 1) m2s 2) 1)在所给的坐标纸上作出 h
