2022年高三物理“機械能”第8課時 (實驗、探究)驗證機械能守恒定律復習學案

《2022年高三物理“機械能”第8課時 (實驗、探究)驗證機械能守恒定律復習學案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2022年高三物理“機械能”第8課時 (實驗、探究)驗證機械能守恒定律復習學案（5頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、2022年高三物理“機械能”第8課時 (實驗、探究)驗證機械能守恒定律復習學案 【基礎知識梳理】 一、實驗目的： 利用__________運動驗證只有重力作用下的物體的機械能守恒。 二、實驗原理： 1、若某一時刻物體下落的瞬時速度為v，下落高度為h，則重力勢能減少量為__________，動能的增加量為___________，借助打點計時器，測出重物某時刻的下落高度h和該時刻的瞬時速度v，看它們在實驗_______允許范圍內是否相等，若相等則驗證了機械能守恒定律， 實驗裝置如圖所示。 2、計算第n點的瞬時速度的方法是：測出第n點的相鄰前、后兩段相等時間T內下落的距離s n和s n+

2、1，由公式v n=___________或____________ 三、實驗器材：鐵架臺（帶鐵夾），_____________，學生電源，導線，帶鐵夾的重錘，紙帶，________。 四、實驗步驟： 1．安裝置：按如圖裝置把打點計時器安裝在鐵架臺上，用導線把打點計時器與學生電源連接好。 2．打紙帶：把紙帶的一端在重錘上用夾子固定好，另一端穿過計時器限位孔；豎直提起紙帶使重錘停靠在打點計時器附近，先接通電源，后松開紙帶，讓重錘帶著紙帶自由下落；重復幾次，得到3～5條打好點的紙帶。 3.選紙帶：分兩種情況說明 （1）用驗證時，應選點跡清晰，且1、2兩點間距

3、離小于或接近_____的紙帶，若1、2兩點間距離大于它，這是由于先釋放紙帶，后接通電源造成的，這樣，第1個點就不是運動的起始點了，這樣的紙帶不能選。 （2）用驗證時，由于重力勢能的相對性，處理紙帶時，選擇適當?shù)狞c為基準點，這樣紙帶上打出的第1、2兩點間的距離是否為______就無關緊要，只要后面的點跡清晰就可選用。 4、求速度（見原理） 5、驗守恒 【典型例題】 例1、（ xx·南通模擬）用如原理圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律.實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓為6 V的交流電和直流電兩種.重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙

4、帶打出一系列的點，對紙帶的點痕進行測量，即可驗證機械能守恒定律. （1）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟： A．按照圖示的裝置安裝器件； B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上； C．用天平測出重錘的質量； D．釋放懸掛紙帶的夾子，同時接通電源開關打出一條紙帶； E．測量紙帶上某些點間的距離； F．根據(jù)測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能. 其中沒有必要進行的或者操作不當?shù)牟襟E，將其前的字母填在下面的空行內，并說明其原因. 答：________________________________________________

5、_________________________________ _____________________________________________________________________________________ （2）在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，實驗小組A不慎將一條選擇好的紙帶的前面一部分損壞了,剩下的一部分紙帶上各點間的距離如下左圖所示的數(shù)值。 ①紙帶上______端（“左”或“右”）與重物相連。 ②已知打點計時器的周期為T=0.02s,重力加速度g=9.8 m/s2;重錘的質量為m,已知S1=0.98cm, S2=1.42cm, S3=1.78c

6、m,則記錄B點時重錘的動能EKB= J(寫計算式用字母表示),記錄C點時重錘的動能EKC=0.32m J;重錘從B點到C點重力勢能變化量是 J,動能變化量是 J.從而可以得出結論： . （3）利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值.如圖實四-4所示，根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上的連續(xù)的五個點A、B、C、D、E，測出A距起始點O的距離為x0，點AC間的距離為x1，點CE間的距離為x2，使用交流電的頻率為f，根據(jù)這些

7、條件計算重錘下落的加速度a＝________ . （4）在驗證機械能守恒定律的實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能總是大于重錘動能的增加，其原因主要是因為在重錘下落的過程中存在阻力作用，可以通過該實驗裝置測阻力的大小.若已知當?shù)刂亓铀俣裙J的較準確的值為g，還需要測量的物理量是________.試用這些物理量和紙帶上的數(shù)據(jù)表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小F＝__________________. 例2、（實驗創(chuàng)新）某同學利用如圖實四-6所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律.弧形軌道末端水平，離地面的高度為H.將鋼球從軌道的不同高度h處由靜止釋放，鋼球的落點距軌道末端的水平距離為x.（1）

8、若軌道完全光滑，x2與h的理論關系應滿足x2=__________.（用H、h表示） （2）該同學經實驗測量得到一組數(shù)據(jù).如表所示：請在圖實四-7所示的坐標紙上作出x2-h關系圖. （3）對比實驗結果與理論計算得到的x2-h關系圖線（圖中已畫出）.自同一高度靜止釋放的鋼球，水平拋出的速率___________（選填“小于”或“大于”）理論值. （4）造成上述偏差的可能原因是_______________________ _____________________________________________________

9、 【課后鞏固】 1、在利用重錘和打點計時器做“驗證機械能守恒定律”的實驗中，下列各項描述正確的有 A.必須選用第1、2兩點相距約2 mm的紙帶，才能完成該驗證實驗 B.需要測量的數(shù)據(jù)是紙帶上起點O到各個計數(shù)點的高度 C.必須要測量重錘的質量 D.必須測量重錘下落的時間 E.需要把打點計時器兩限位孔盡量調到同一豎直線上 F.利用紙帶測量出O點到各計數(shù)點重力勢能的減小，總是略大于測算出的動能的增加，屬于系統(tǒng)誤差 2、在用“用打點計時器驗證機械能守恒定律”的實驗中，質量m=1.00kg的重物拖著紙帶豎直下落，打點計時器在紙帶上打下一系列的點，如圖， 相鄰計數(shù)點時間間隔為0.

10、04s，P為紙帶運動的起點，從打P到打下B過程中物體重力勢能的ΔEP= J，在此過程中物體動能的增加量ΔEK= 　 　J（已知當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8 m/s2，答案保留三位有效數(shù)字）。用v表示各計數(shù)點的速度，h表示各計數(shù)點到P點的距離，以v2/2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的v2/2- h圖線，若斜率等于某個物理量的數(shù)值時，說明重物下落過程中機械能守恒，該物理量是 。 3、光電計時器是物理實驗中經常用到的一種精密計時儀器，它由光電門和計時器兩部分組成，光電門的一臂的內側附有發(fā)光裝置（發(fā)

11、射激光的裝置是激光二極管，發(fā)出的光束很細），如圖實四-5中的A和A′，另一臂的內側附有接收激光的裝置，如圖中的B和B′，當物體在它們之間通過時，二極管發(fā)出的激光被物體擋住，接收裝置不能接收到激光信號，同時計時器就開始計時，直到擋光結束光電計時器停止計時，故此裝置能精確地記錄物體通過光電門所用的時間.現(xiàn)有一小球從兩光電門的正上方開始自由下落，如圖所示. （1）若要用這套裝置來驗證機械能守恒定律，則要測量的物理量有___________________________ ____________________________________________（每個物理量均用文字和字母表示，如高度

12、H） （2）驗證機械能守恒定律的關系式為___________________________________ . 4、某同學在應用打點計時器做“驗證機械能守恒定律”實驗中，獲取了一條紙帶如圖實四-9所示，但測量發(fā)現(xiàn)0、1兩點間距離遠大于2 mm，且0、1和1、2間有點漏打或沒有顯示出來，而其他點都是清晰完整的，現(xiàn)在該同學用刻度尺分別量出2、3、4、5、6、7六個點到0點的長度hi(i=2，3，…，7)，再分別計算得到3、4、5、6四個點的速度vi和v2i(i=3,4,5,6),已知打點計時器打點周期為T. （1）該同學求6號點的速度計算式是v

13、6=______________. （2）該同學將計算得到的四組(hi,v2i)數(shù)據(jù)在v2-h坐 標系中找到對應的坐標點，將四個點連接起來得到如 圖實四-10所示的直線，請你回答：接下來他是否能夠 判斷重物下落過程機械能守恒?(說明理由) _________________________________________________ ___________________________________________________ 5、在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，使質量為m=1.00 kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，選取一條符合實驗要求

14、的紙帶如圖實四-8所示.O為第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取連續(xù)點中的三個點.已知打點計時器每隔 0.02 s打一個點，當?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.80 m/s2，那么： (1)根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應取圖中O點到___________點來驗證機械能守恒定律； (2)從O點到（1）問中所取的點，重物重力勢能的減少量ΔEp=______________________J,動能增加量ΔEk=__________________________________J（結果取三位有效數(shù)字）； （3）若測出紙帶上所有各點到O點之間的距離，根據(jù)紙帶算出各點的速度v及物體下落的高度h，則以 為縱軸，以h為橫軸畫出的圖象是下圖中的________________. 【學習反思】