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1、实验六验证机械能守恒定律实验六验证机械能守恒定律0101020203030404高考模拟演练高考模拟演练 实验基础梳理实验基础梳理 热点一教材原型实验热点一教材原型实验 热点二实验拓展创新热点二实验拓展创新 实验基础梳理实验基础梳理实验六 验证机械能守恒定律实验基础梳理实验基础梳理实验基础梳理实验基础梳理1.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.2.系统误差：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Ekmv2/2 必定稍小于势能的减少量Epmghn，改进办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力 【误差分析】 实验基础梳
2、理实验基础梳理注意事项实验热点突破实验热点突破热点一教材原型实验【例1】2017天津理综，9(2)如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。(1)对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是_。A重物选用质量和密度较大的金属锤B两限位孔在同一竖直面内上下对正C精确测量出重物的质量D用手托稳重物，接通电源后，撤手释放重物(2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图2所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高
3、度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有_。AB转到解析AOA、AD和EG的长度 BOC、BC和CD的长度CBD、CF和EG的长度 DAC、BD和EG的长度BC实验热点突破实验热点突破【变式训练1】2016北京理综，21(2)利用图3装置做“验证机械能守恒定律”实验。(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的_。A动能变化量与势能变化量B速度变化量与势能变化量C速度变化量与高度变化量(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是_。A交流电源B刻度尺C天平(含砝码)(
4、3)下页AAB实验热点突破实验热点突破C转到解析实验热点突破实验热点突破热点二实验拓展创新【例2】(2017内蒙古巴市一中期末)如图5甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验。有一直径为d、质量为m的金属小球由A处从静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H(Hd)，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，则：(1)如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d_mm。(2)小球经过光电门B时的速度表达式为v_。7.4d/t(3)多次改变高度H，重复上述实验，作出1/ t2随H的变化图象如图6所示，当图中已知量t0
5、、H0和重力加速度g及小球的直径d满足表达式_时，可判断小球下落过程中机械能守恒。(4)实验中发现动能增加量Ek总是稍小于重力势能减少量Ep，增大下落高度后，则EpEk将_(选填“增大”“减小”或“不变”)。实验热点突破实验热点突破d22gH0t转到解析增大 实验热点突破实验热点突破【变式训练2】(2016全国卷，22)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图7所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接。向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。(1)实验中涉及到下列操作步
6、骤：把纸带向左拉直松手释放物块接通打点计时器电源向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是_(填入代表步骤的序号)。实验热点突破实验热点突破(2)图8中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果。打点计时器所用交流电的频率为50 Hz。由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为_m/s。比较两纸带可知，_(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大。 转到解析1.29M C可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差D可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差高考模拟演练高考模拟演练1.用如图甲所示的装置验证机械
7、能守恒定律，已知打点计时器打点频率f50 Hz。(1)实验中得到的一条纸带如图乙所示，将第一个打点标记为O，选择点迹清晰且便于测量的连续5个点，标为A、B、C、D、E，测出A、C、E到O点的距离分别为d19.51 cm、d215.71 cm、d323.47 cm。重物质量为0.5 kg，当地重力加速度g9.80 m/s2。现选取OC段的数据进行处理，则OC段重物的重力势能减少量为_J，动能增加量为_J。(计算结果保留2位有效数字)0.77转到解析(2)实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差，下列说法正确的是_。A该误差属于偶然误差B该误差属于系统误差0.76BD高考模拟
8、演练高考模拟演练2某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系。(1)如图10甲，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表。由数据算得劲度系数k_N/m。(g取9.80 m/s2)(2)取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图乙所示；调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小_。(3)用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v。释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为_。(4)重复(3)中的操作，得到v与x的关系如图丙。由图可知，v与x成_关系。由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势
9、能与弹簧的_成正比。50转到解析砝码质量(g)50100150弹簧长度(cm)8.627.636.66相等滑块的动能正比压缩量的平方高考模拟演练高考模拟演练3(2017哈尔滨模拟)用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒。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，每相邻两个计数点之间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图乙所示。已知两个物体m1100 g、m2300 g，则(g9.8 m/s2)(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5_m/s；2.40转到解析(2)在打点05过程中系统动能的增加量Ek_J，系统重力势能的减少量Ep_J， (结果保留3位 有 效 数 字 )由 此 得 出 的 结 论 是_；(3)若某同学作出h图象如图丙所示，则根据图象求得的重力加速度g_m/s2。1.161.18在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒9.6
