高三物理模块五机械能实验验证机械能守恒定律新人教版

实验验证机械能守恒定律【考点透视】一、考纲指要验证机械能守恒定律二、命题落点1、纸带处理。如例12、实验器材、步骤。如例23、误差分析。如例34、不用第一个点验证机械能守恒。如例4【典例精析】1．（1996全国）如图5-1所示，在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用的交流电的频率为50Hz，查的当地的重力加速度g=9.80m/s2，测的所用的重物的质量为1.00kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示。把第一个点记做O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点。经测量知道A、B、C、D个点到O点的距离为62.99cm、70.14cm、77.76cm、85.37cm。根据以上数据可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于___________J；动能的增加量为____________J；（取三位有效数字）。答案：7.62J7.60J2．在验证机械能守恒定律的实验中⑴研究对象是自由落体的重物，除下述器材：铁架台、打点计时器、纸带、重物、夹子外，还要有哪些器材______________________________。⑵做此实验时，有同学按以下步骤进行①固定好打点计时器，将连有重物的纸带穿过限位孔，用手提住，让手尽量靠近打点计时器②松开纸带，接通电源，开始打点，并如此重复几次，取得几条打点纸带③取下纸带，挑选点迹清楚的纸带，记下起始点O，在离O点较近处选择几个连续的计数点（或计时点）并计算出个点的速度值④测出各点距O点的距离，即为下落高度图5－1⑤用天平称出物体的质量⑥计算出nmgh和212nmv，看是否相等在上述步骤中，多余的是________________，有错误并给予更正：________________，___________________，____________________，___________________。⑶选择纸带的要求是①________________________②_______________________③_____________________⑷实验中得到一条纸带如图5－2所示，当打点计时器打点C时，物体的动能表达式为_________________，物体势能减少的表达式为_______________________，若等式________________成立，则验证了机械能守恒定律。答案：⑴刻度尺、低压交流电源、开关⑵多余的是⑤第①步：“让手尽量靠近”改为“让物体尽量靠近”第②步：应先接通电源，再松开纸带第③步：“在离O点较近处”改为“在离O点较远处”第⑥步：“nmgh和212nmv”改为“ngh和212nv”⑶①点迹清晰②第1、2点间的距离大约为2mm③无漏点⑷2421()22ssmT3mgs24231()22ssgsT3．在“验证机械能守恒定律”的实验中，关于重锤的质量，下列说法正确的是A．应选用质量较大的重锤，使重锤的重力远远大于纸带所受到的阻力B．应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些，这样下落时更接近自由落体C．验证机械能守恒时，不需要称重锤质量，所以对重锤质量大小根本无须考虑D．验证机械能守恒时，虽然不需要称重锤质量，但考虑到系统误差，应尽可能选取质量大的重锤答案：AD4．某同学在做验证“机械能守恒定律”的实验中。不慎将一条选择好的纸带的前半部分破坏了，剩下的纸带上的图5－2图5－3各个点间的距离他测出如图5－3所示，已知打点计时器的工作频率为50HZ，重力加速度g=9.8m/s，试利用这段纸带说明重锤通过2、5两点时机械能守恒。答案：重物势能的减少量：251.06pEmghmJ重物动能的增加量：2252111.0322kEmvmvmJ由计算数据可得重物势能的减少量近似等于动能的增加量，可认为机械能守恒定律成立。【常见误区】计算某点的速度时，所取得时间不正确。有时把打点计时器打点的时间（0.02s），当成计数点之间的时间（有时为了方便往往取5个时间间隔0.1s）。【基础演练】1．在验证“机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中需要用工具测量的是（）；通过计算得到的有（）A.重锤的质量B.重力加速度C.重锤下落的高度D.与重锤下落高度对应的重锤的速度2．下列关于验证“机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中正确的是（）A.重锤质量的称量不准会造成较大的误差B.重锤质量选用的大些，有利于减小误差C.重锤质量选用的小一些，有利于减小误差D.先放纸带后接通电源会造成较大的误差3．（2003陕西）在做验证“机械能守恒定律”的实验中，发现重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的原因是（）A.选用的重锤质量过大B.选用的重锤质量过小C.空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力D.实验室操作不细，试验数据测量不准4．在验证“机械能守恒定律”的实验中，需特别注意的是（）A.称出重锤的质量B.手提纸带，先接通电源再放开纸带C.取下纸带，可不考虑前面较密集的点，选用某个清晰的点做起始点，验证22vgh和D.必须选取第12点间的距离接近2mm的纸带，从第一个点算起处理纸带，验证22vgh和1CD2BD3C4BD