（新課改省份專用）2022年高考物理一輪復習 第五章 第5節(jié) 實驗：驗證機械能守恒定律學案（含解析）

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1、（新課改省份專用）2022年高考物理一輪復習 第五章 第5節(jié) 實驗：驗證機械能守恒定律學案（含解析） 一、實驗目的 1．掌握驗證機械能守恒定律的方法。 2．會用計算法或圖像法處理實驗數(shù)據(jù)。 二、實驗原理 通過實驗求出重物做自由落體運動時重力勢能的減少量、相應過程動能的增加量，若二者相等，即可驗證機械能守恒定律。實驗裝置如圖所示。 三、實驗器材 鐵架臺(帶鐵夾)，打點計時器，重物(帶紙帶夾子)，紙帶數(shù)條，復寫紙片，導線，毫米刻度尺。除了上述器材外，還必須有學生電源(交流4～6 V)。 四、實驗步驟 1．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．把紙

2、帶的一端在重物上用夾子固定好，另一端穿過打點計時器限位孔，用手豎直提起紙帶使重物停靠在打點計時器附近。 3．接通電源，松開紙帶，讓重物自由下落。 4．重復幾次，得到3～5條打好點的紙帶。 5．在打好點的紙帶中挑選第一、二兩點間的距離接近2 mm，且點跡清晰的一條紙帶，在起始點標上0，以后各點依次標1、2、3、…，用刻度尺測出對應下落高度h1、h2、h3、…。 五、數(shù)據(jù)處理 1．求瞬時速度 由公式vn＝可以計算出重物下落h1、h2、h3、…的高度時對應的瞬時速度v1、v2、v3、…。 2．驗證守恒 方法一：利用起始點和第n點計算，代入ghn和vn2，如果在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，

3、ghn＝vn2，則驗證了機械能守恒定律。 方法二：任取兩點A、B測出hAB，算出ghAB和的值，如果在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，ghAB＝vB2－vA2，則驗證了機械能守恒定律。 方法三：圖像法，從紙帶上選取多個點，測量從第一點到其余各點的下落高度h，并計算各點速度的平方v2，然后以v2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出v2-h圖線。若在誤差允許的范圍內(nèi)圖像是一條過原點且斜率為g的直線，則驗證了機械能守恒定律。 六、誤差分析 1．測量長度時會存在偶然誤差，所以測長度時要多測幾次，取平均值即可減小此誤差。 2．由于本實驗中有紙帶與限位孔間的摩擦力(主要因素)和空氣阻力(次要因素)的影響，

4、這是系統(tǒng)誤差，它使增加的動能少于減小的重力勢能，要減小影響，采用增加重物質(zhì)量的辦法，因為當重物的重力遠大于阻力時，可忽略阻力的影響。 3．為了減小相對誤差，選取的計數(shù)點最好離第一個點遠一些。 4．若第一、第二兩點間的距離小于2 mm，則這兩點間的時間間隔不到0.02 s或阻力過大。 七、注意事項 1．打點計時器安裝時，必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力。 2．實驗時，需保持提紙帶的手不動，待接通電源、讓打點計時器工作正常后才松開紙帶讓重物下落，以保證第一個點是一個清晰的小點。 3．選用紙帶時應盡量挑第一、二點間距接近2 mm的紙帶。 4．測量下落高度時，都必須從起始

5、點算起，不能搞錯，為了減小測量值h的相對誤差，選取的各個計數(shù)點要離起始點遠一些，紙帶也不宜過長，有效長度可在60～80 cm之間。 5．因不需要知道動能和勢能的具體數(shù)值，所以不需要測量重物的質(zhì)量。 [基礎考法] 考法(一)　實驗原理與操作 1．在利用自由落體運動驗證機械能守恒定律的實驗中，電源的頻率為50 Hz，依次打出的點為0,1,2,3,4，…，n。則： (1)如用第2點到第6點之間的紙帶來驗證，必須直接測量的物理量為______________________、______________________、______________________，必須計算出的物

6、理量為______________________、______________________，驗證的表達式為______________________。 (2)下列實驗步驟操作合理的排列順序是________(填寫步驟前面的字母)。 A．將打點計時器豎直安裝在鐵架臺上 B．接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落 C．取下紙帶，更換新紙帶(或?qū)⒓垘Х瓊€面)重新做實驗 D．將重物固定在紙帶的一端，讓紙帶穿過打點計時器，用手提著紙帶 E．選擇一條紙帶，用刻度尺測出物體下落的高度h1，h2，h3，…，hn，計算出對應的瞬時速度v1，v2，v3，…，vn F．分別算出mvn2和mghn

7、，在實驗誤差范圍內(nèi)看是否相等 解析：(1)要驗證從第2點到第6點之間的紙帶對應重物的運動過程中機械能守恒，應測出第2點到第6點的距離h26，要計算第2點和第6點的速度v2和v6，必須測出第1點到第3點之間的距離h13和第5點到第7點之間的距離h57，機械能守恒的表達式為mgh26＝mv62－mv22。 (2)實驗操作順序為ADBCEF。 答案：(1)第2點到第6點之間的距離h26 第1點到第3點之間的距離h13 第5點到第7點之間的距離h57 第2點的瞬時速度v2　第6點的瞬時速度v6 mgh26＝mv62－mv22 (2)ADBCEF 2.用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒

8、定律。實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓有6 V的交流電和直流電兩種。重物從高處由靜止開始下落，重物拖著紙帶通過打點計時器打出一系列的點，對紙帶上的點進行測量，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材； B．將打點計時器接到電源的直流輸出端上； C．用天平測出重物的質(zhì)量； D．釋放紙帶，同時接通電源開關打出一條紙帶； E．測量打出的紙帶上某些點之間的距離； F．根據(jù)測量的結果計算重物下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能。 其中沒有必要進行或者操作不恰當?shù)牟襟E是________。(將其選項對應的字母填在橫線處) (2)在

9、驗證機械能守恒定律的實驗中，若以v2為縱軸、以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出v2-h的圖像應是________________，才能驗證機械能守恒定律。v2-h圖像的斜率等于____________的數(shù)值。 解析：(1)打點計時器應接到電源的交流輸出端上，故B錯誤；驗證機械能是否守恒只需驗證mgh＝mv2，即gh＝v2，m可約去，故不需要用天平測重物的質(zhì)量，故C沒有必要進行；開始記錄時，應先給打點計時器通電打點，然后再釋放重物，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時器的電源，由于重物運動較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會使實驗產(chǎn)生較大的誤差，故D錯誤。 (2)利用v2-h

10、圖線處理數(shù)據(jù)，物體自由下落過程中機械能守恒，mgh＝mv2，即v2＝gh，若以v2為縱軸、以h為橫軸，畫出的圖線應是過原點的傾斜直線，由以上易知v2-h圖線的斜率就等于重力加速度g的數(shù)值。 答案：(1)BCD　(2)過原點的傾斜直線　重力加速度g 考法(二)　數(shù)據(jù)處理與誤差分析 3．某同學用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，通過實驗數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)本實驗存在較大的誤差，為此改用如圖乙所示的實驗裝置：通過電磁鐵控制的小鐵球從A點自由下落，下落過程中經(jīng)過光電門B時，通過與之相連的毫秒計時器(圖中未畫出)記錄擋光時間t，用毫米刻度尺測出A、B之間的距離h，用游標卡尺測得小鐵球的直徑d(d?

11、h)，重力加速度為g。則小鐵球經(jīng)過光電門時的瞬時速度v＝________。如果d、t、h、g滿足關系式t2＝________，就可驗證機械能守恒定律。比較兩個方案， 改進后的方案相比原方案最主要的優(yōu)點是__________________________________________________________。 解析：用平均速度代替小鐵球經(jīng)過光電門時的瞬時速度，即v＝，若小鐵球機械能守恒，則有mv2＝mgh，可得t2＝。比較兩個方案，改進后的方案相比原方案最主要的優(yōu)點是消除了紙帶與打點計時器之間的摩擦力影響。 答案：　　消除了紙帶與打點計時器之間的摩擦力影響 4．(2016

12、·全國卷Ⅰ)某同學用圖(a)所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，其中打點計時器的電源為交流電源，可以使用的頻率有20 Hz、30 Hz和40 Hz。打出紙帶的一部分如圖(b)所示。 該同學在實驗中沒有記錄交流電的頻率f，需要用實驗數(shù)據(jù)和其他題給條件進行推算。 (1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用f和圖(b)中給出的物理量可以寫出：在打點計時器打出B點時，重物下落的速度大小為________，打出C點時重物下落的速度大小為________，重物下落的加速度大小為________。 (2)已測得s1＝8.89 cm，s2＝9.50 cm，s3＝10.10 cm；當?shù)刂亓铀俣却笮?/p>

13、為9.80 m/s2，實驗中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%。由此推算出f為________Hz。 解析：(1)重物勻加速下落時，根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律得vB＝＝f(s1＋s2)，vC＝＝f(s2＋s3)，由s3－s1＝2aT2得a＝。 (2)根據(jù)牛頓第二定律，有mg－kmg＝ma，根據(jù)以上各式，化簡得f＝，代入數(shù)據(jù)可得f≈40 Hz。 答案：(1)f(s1＋s2)　f(s2＋s3)　f2(s3－s1) (2)40 5．如圖甲所示是用“落體法”驗證機械能守恒定律的實驗裝置。(g取9.80 m/s2) (1)選出一條清晰的紙帶如圖乙所示，其中O點為打點計時器打下的第一個點

14、，A、B、C為三個計數(shù)點，打點計時器通以頻率為50 Hz的交變電流。用分度值為1 mm的刻度尺測得OA＝12.41 cm，OB＝18.90 cm，OC＝27.06 cm，在計數(shù)點A和B、B和C之間還各有一個點，重錘的質(zhì)量為1.00 kg。甲同學根據(jù)以上數(shù)據(jù)算出：當打點計時器打到B點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了________J；此時重錘的速度vB＝________ m/s，此時重錘的動能比開始下落時增加了________ J。(結果均保留三位有效數(shù)字) (2)某同學利用他自己實驗時打出的紙帶，測量出了各計數(shù)點到打點計時器打下的第一個點的距離h，算出了各計數(shù)點對應的速度v，然后以h為

15、橫軸、以v2為縱軸作出了如圖丙所示的圖線，圖線的斜率近似等于________。 A．19.6　　　　B．9.8　　　　C．4.90 圖線未過原點O的原因是________________________________________________。 解析：(1)當打點計時器打到B點時，重錘的重力勢能減小量ΔEp＝mg·OB＝1.00×9.80×18.90×10－2 J≈1.85 J；打B點時重錘的速度vB＝＝ m/s≈1.831 m/s，此時重錘的動能增加量ΔEk＝mvB2＝×1.00×1.8312 J≈1.68 J。 (2)由機械能守恒定律有mv2＝mgh，可得v2＝gh，由此可

16、知圖線的斜率近似等于重力加速度g，故B正確。由圖線可知，h＝0時，重錘的速度不等于零，原因是該同學做實驗時先釋放了紙帶，然后才合上打點計時器的開關。 答案：(1)1.85　1.83　1.68　(2)B　先釋放了紙帶，后合上打點計時器的開關 [例1]　用如圖甲所示的實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒。m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶通過打點計時器，打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律。如圖乙所示是實驗中獲取的一條紙帶；0是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標出)，計數(shù)點間的距離已標注，打點計時器所接電源頻率為50 Hz。已知m1

17、＝50 g、m2＝150 g，則(計算結果均保留兩位有效數(shù)字) (1)在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度v5＝________m/s。 (2)在打下第“0”點到打下第“5”點的過程中系統(tǒng)動能的增量ΔEk＝________J，系統(tǒng)勢能的減少量ΔEp＝________J。(取當?shù)氐闹亓铀俣萭＝10 m/s2) (3)若某同學作出v2h圖像如圖丙所示，則當?shù)氐闹亓铀俣萭＝________ m/s2。 [三步穩(wěn)解題] 1．分析實驗目的：驗證系統(tǒng)機械能守恒。 2．確定實驗原理：對m1、m2組成的系統(tǒng)，在m1上升，m2下降的過程中，系統(tǒng)只有重力做功，機械能守恒。 3．制定數(shù)據(jù)處理方案：由

18、紙帶求出打計數(shù)點5時的速度v5和m2下降的高度h5，則系統(tǒng)重力勢能的減少量ΔEp＝m2gh5－m1gh5，系統(tǒng)動能的增加量ΔEk＝(m2＋m1)v52，比較ΔEp和ΔEk的大小，得出實驗結論。 [解析]　(1)在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度 v5＝＝ m/s＝2.4 m/s。 (2)在打下第“0”點到打下第“5”點的過程中系統(tǒng)動能的增量ΔEk＝(m1＋m2)v52＝×0.2×2.42 J≈0.58 J，系統(tǒng)勢能的減少量ΔEp＝(m2－m1)gh5＝0.1×10×(38.40＋21.60)×10－2 J＝0.60 J。 (3)由能量關系可知(m1＋m2)v2＝(m2－m1)gh， 即v2

19、＝h，由題圖丙可知＝， 解得g＝9.7 m/s2。 [答案]　(1)2.4　(2)0.58　0.60　(3)9.7 [例2]　某研究性學習小組利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖甲所示。在氣墊導軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器A、B，滑塊P上固定一遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出高電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計算機相連?；瑝K在細線的牽引下向左加速運動，遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時，通過計算機可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖像。 (1)實驗前，接通氣源，將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導軌 上，輕推滑塊，當圖乙中的Δt1________Δt2(

20、選填“>”“＝”或“<”)時，說明氣墊導軌已經(jīng)水平。 (2)用游標卡尺測遮光條寬度d，測量結果如圖丙所示，則d＝________ mm。 (3)滑塊P用細線跨過氣墊導軌左端的定滑輪與鉤碼Q相連，鉤碼Q的質(zhì)量為m。將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過計算機得到的圖像如圖乙所示，若Δt1、Δt2和d 已知，要驗證滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能是否守恒，還應測出____________________(寫出物理量的名稱及符號)。 (4)若上述物理量間滿足關系式____________________，則表明在上述過程中，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能守恒。 [三步穩(wěn)解題] 1．分析實驗目

21、的：驗證滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能守恒。 2．確定實驗原理：滑塊與氣墊導軌的摩擦不計，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)，只有鉤碼重力做功，系統(tǒng)機械能守恒。 3.制定數(shù)據(jù)處理方案： 由圖丙讀出遮光條的寬度d，由圖乙讀出遮光條通過光電門A、B的時間Δt1、Δt2，可求出滑塊經(jīng)過光電門A、B的速度vA＝、vB＝，測量出滑塊(含遮光條)和鉤碼的質(zhì)量M、m及兩光電門間距L，則可由mgL＝(m＋M)2－(m＋M)2來驗證系統(tǒng)機械能是否守恒。 [解析]　(1)實驗前，接通氣源，將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導軌上，輕推滑塊，當題圖乙中的Δt1＝Δt2時，說明滑塊已經(jīng)勻速運動，說明氣墊導軌已經(jīng)水平。 (2)用游標卡

22、尺測遮光條寬度d，則d＝5.0 mm。 (3)滑塊經(jīng)過兩個光電門的速度分別為：和，鉤碼重力勢能的減少量為mgL，要驗證的關系是mgL＝(m＋M)2－(m＋M)2，故還應測出滑塊(含遮光條)的質(zhì)量M和兩光電門間距離L。 (4)若上述物理量間滿足關系式mgL＝(m＋M)2－(m＋M)2，則表明在上述過程中，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能守恒。 [答案]　(1)＝　(2)5.0 (3)滑塊(含遮光條)的質(zhì)量M和兩光電門間距離L (4)mgL＝(m＋M)2－(m＋M)2 [創(chuàng)新領悟] 實驗原理的創(chuàng)新 　 1.利用鋼球擺動來驗證機械能守恒定律。 2.利用光電門測定擺球的瞬時速度。

23、 實驗器材的創(chuàng)新 1.小球在重力作用下做豎直上拋運動。 2.利用頻閃照片獲取實驗數(shù)據(jù)。 實驗過程的創(chuàng)新 1.用光電門測定小球下落到B點的速度。 2.結合-H圖線判斷小球下落過程中機械能守恒。 3.分析實驗誤差ΔEp－ΔEk隨H變化的規(guī)律。 1.利用系統(tǒng)機械能守恒代替單個物體的機械能守恒。 2.利用光電門測算滑塊的瞬時速度。 [創(chuàng)新考法] 1.某同學利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機械能守恒定律。頻閃儀每隔0.05 s閃光一次，如圖所標數(shù)據(jù)為實際距離，該同學通過計算得到不同時刻的速度如下表。(當?shù)刂亓铀俣热?.8 m/s2，小球質(zhì)量m＝0.2 kg，結果保留三位

24、有效數(shù)字) 時刻 t2 t3 t4 t5 速度(m/s) 4.99 4.48 3.98 (1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t5時刻小球的速度v5＝________ m/s。 (2)從t2到t5時間內(nèi)，重力勢能增加量ΔEp＝____ J，動能減少量ΔEk＝____ J。 (3)在誤差允許的范圍內(nèi)，若ΔEp與ΔEk近似相等，即可驗證機械能守恒定律。由上述計算得ΔEp________ΔEk(選填“>”“<”或“＝”)，造成這種結果的主要原因是__________________________________________________________。 解析：(1)v5

25、＝×10－2 m/s＝3.48 m/s。 (2)重力勢能的增加量ΔEp＝mgΔh，代入數(shù)據(jù)可得ΔEp≈1.24 J，動能減少量為ΔEk＝mv22－mv52，代入數(shù)據(jù)可得ΔEk≈1.28 J。 (3)由計算可得ΔEp<ΔEk，主要是由于存在空氣阻力。 答案：(1)3.48　(2)1.24　1.28　(3)<　存在空氣阻力 2．如圖甲所示，一位同學利用光電計時器等器材做“驗證機械能守恒定律”的實驗。有一直徑為d、質(zhì)量為m的金屬小球由A處由靜止釋放，下落過程中能通過A處正下方、固定于B處的光電門，測得A、B間的距離為H(H?d)，光電計時器記錄下小球通過光電門的時間為t，當?shù)氐闹亓铀俣葹間

26、。則： (1)如圖乙所示，用游標卡尺測得小球的直徑d＝______cm。 (2)多次改變高度H，重復上述實驗，作出隨H的變化圖像如圖丙所示，當圖中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直徑d滿足以下表達式：________________時，可判斷小球下落過程中機械能守恒。 (3)實驗中發(fā)現(xiàn)動能增加量ΔEk總是稍小于重力勢能減少量ΔEp，增加下落高度后，則ΔEp－ΔEk將________(選填“增大”“減小”或“不變”)。 解析：(1)由題圖乙可知，主尺刻度為7 mm；游標尺上對齊的刻度為5。故讀數(shù)為：(7＋5×0.05) mm＝7.25 mm＝0.725 cm。 (2)若減小的

27、重力勢能等于增加的動能時，可以認為機械能守恒，則有：mgH＝mv2，即：2gH0＝2 解得：＝H0。 (3)由于該過程中有阻力做功，且高度越高，阻力做功越多；故增加下落高度后，ΔEp－ΔEk將增大。 答案：(1)0.725　(2)＝H0　(3)增大 3.某同學利用如圖所示裝置來驗證機械能守恒定律。A、B是質(zhì)量均為m的小物塊，C是質(zhì)量為M的重物，A、B間由輕彈簧相連，A、C間由輕質(zhì)細繩相連。在物塊B下放置一壓力傳感器，重物C下放置一速度傳感器，壓力傳感器與速度傳感器相連。整個實驗中彈簧均處于彈性限度內(nèi)，重力加速度大小為g。實驗操作如下： a．開始時，系統(tǒng)在一外力作用下保持靜止，細繩拉直

28、但張力為零?，F(xiàn)釋放C，使其向下運動，當壓力傳感器示數(shù)為零時，速度傳感器測出C的速度為v。 b．在實驗中保持A、B質(zhì)量不變，改變C的質(zhì)量M，多次重復步驟a。 回答下列問題： (1)該實驗中，M和m大小關系必須滿足M________m(選填“小于”“等于”或“大于”)。 (2)為便于研究速度v與質(zhì)量M的關系，每次測C的速度時，C已下降的高度應________(選填“相同”或“不同”)。 (3)根據(jù)所測數(shù)據(jù)，為更直觀地驗證機械能守恒定律，應作出________(選填“v2-M”“v2-”或“v2-”)圖線。 (4)根據(jù)(3)中的圖線，若圖線在縱軸上的截距為b，則彈簧的勁度系數(shù)為_____

29、___(用題給的已知量表示)。 解析：(1)實驗過程中需要測定壓力傳感器示數(shù)為零時，C向下運動的速度v，所以必須滿足M>m。 (2)因剛開始時彈簧被壓縮，彈力大小為mg，而壓力傳感器示數(shù)為零時，彈簧被拉伸，彈力大小仍為mg，彈簧的形變量x＝＋＝，不論C的質(zhì)量如何，測C的速度時，C已下降的高度相同，為。 (3)由題意可知彈性勢能在始、末狀態(tài)相同，為此只需驗證(m＋M)v2＝(M－m)gx，化簡得v2＝－4mgx·＋2gx，所以應作v2-圖線。 (4)由題意知b＝2gx，而x＝，聯(lián)立得k＝。 答案：(1)大于　(2)相同　(3)v2-　(4) 4.某同學用如圖所示的裝置驗證

30、機械能守恒定律。一根細線系住鋼球，懸掛在鐵架臺上，鋼球靜止于A點。光電門固定在A的正下方，在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條。將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經(jīng)過光電門的擋光時間t可由計時器測出，取v＝作為鋼球經(jīng)過A點時的速度。記錄鋼球每次下落的高度h和計時器示數(shù)t，計算并比較鋼球在釋放點和A點之間的勢能變化大小ΔEp與動能變化大小ΔEk，就能驗證機械能是否守恒。 (1)用ΔEp＝mgh計算鋼球重力勢能變化的大小，式中鋼球下落高度h應測量釋放時的鋼球球心到________之間的豎直距離。 A．鋼球在A點時的頂端 B．鋼球在A點時的球心 C．鋼球在A點時的底端 (2)用ΔEk

31、＝mv2計算鋼球動能變化的大小。用刻度尺測量遮光條寬度，示數(shù)如圖所示，其讀數(shù)為______cm。某次測量中，計時器的示數(shù)為0.010 0 s。則鋼球的速度為v＝________m/s。 (3)下表為該同學的實驗結果： ΔEp(×10－2 J) 4.892 9.786 14.69 19.59 29.38 ΔEk(×10－2 J) 5.04 10.1 15.1 20.0 29.8 他發(fā)現(xiàn)表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異，認為這是由于空氣阻力造成的。你是否同意他的觀點？請說明理由。 (4)請你提出一條減小上述差異的改進建議。 解析：(1)高度變化要比較鋼球球心的高度變

32、化。 (2)毫米刻度尺讀數(shù)時要估讀到毫米下一位，讀數(shù)為1.50 cm，由v＝代入數(shù)據(jù)可得v＝1.50 m/s。 (3)從表中數(shù)據(jù)可知ΔEk＞ΔEp，若有空氣阻力，則應為ΔEk＜ΔEp，所以不同意他的觀點。 (4)實驗中遮光條經(jīng)過光電門時的速度大于鋼球經(jīng)過A點時的速度，因此由ΔEk＝mv2計算得到的ΔEk偏大，要減小ΔEp與ΔEk的差異可考慮將遮光條的速度折算為鋼球的速度。 答案：(1)B　(2)1.50(1.49～1.51均可)　1.50(1.49～1.51均可)　(3)不同意，因為空氣阻力會造成ΔEk小于ΔEp，但表中ΔEk大于ΔEp。　(4)分別測出光電門和球心到懸點的長度L和l，計算ΔEk時，將v折算成鋼球的速度v′＝v。