(状元课堂)高三物理 (考点透视+典例精析+常见误区+基础演练+实验+综合能力测试)模块五 机械能

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1
2、实验器材、步骤。

如例2
3、误差分析。

如例3
4、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、70.14
cm、77.76 cm、85.37 cm。

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；
图5－1
（取三位有效数字）。

答案：7.62J 7.60J
2．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
⑤用天平称出物体的质量
⑥计算出n mgh 和212n mv ，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：“n mgh 和212n mv ”改为“n gh 和212
n v ” ⑶①点迹清晰 ②第1、2点间的距离大约为2mm ③无漏点
⑷2421()22s s m T - 3mgs 24231()22s s gs T
-= 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：AD
4．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
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。

图5－2 图5－3
答案：重物势能的减少量：25 1.06p E mgh m J ∆==⨯ 重物动能的增加量：225211 1.0322
k E mv mv m J ∆=-=⨯ 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2
2
v gh 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2
2
v gh 和 1 C D 2 BD 3 C 4 BD
附：什么样的考试心态最好
大部分学生都不敢掉以轻心，因此会出现很多过度焦虑。

想要不出现太强的考试焦虑，那么最好的办法是，形成自己的掌控感。

1、首先，认真研究考试办法。

这一点对知识水平比较高的考生非常重要。

随着重复学习的次数增加，我们对知识的兴奋度会逐渐下降。

最后时刻，再去重复学习，对于很多学生已经意义不大，远不如多花些力气，来思考考试。

很多老师也会讲解考试的办法。

但是，老师给你的办法，不能很好地提高你对考试的掌控感，你要找到自己的一套明确的考试办法，才能最有效地提高你的掌控感。

有了这种掌控感，你不会再觉得，在如此关键性的考试面前，你是一只被检验、被考察甚至被宰割的绵羊。

2、其次，试着从考官的角度思考问题。

考官，是掌控考试的;考生，是被考试考验的。

如果你只把自己当成一个考生，你难免会惶惶不安，因为你觉得自己完全是个被摆布者。

如果从考官的角度去看考试，你就成了一名主动的参与者。

具体的做法就是，面对那些知识点，你想像你是一名考官，并考虑，你该用什么形式来考这个知识点。

高考前两个半月，我用这个办法梳理了一下所有课程，最后起到了匪夷所思的效果，令我在短短两个半月，从全班第19名升到了全班第一名。

当然，这有一个前提——考试范围内的知识点，我基本已完全掌握。

3、再次，适当思考一下考试后的事。

如觉得未来不可预测，我们必会焦虑。

那么，对未来做好预测，这种焦虑就会锐减。

这时要明白一点：考试是很重要，但只是人生的一个重要瞬间，所谓胜败也只是这一瞬间的胜败，它的确会带给我们很多，但它远不能决定我们一生的成败。