2019版高考物理总复习课件第5章实验6验证机械能守恒定律

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甲
丙
乙 图实64
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(1)在纸带上打下计数点 5 时的速度 v5＝________m/s. (2)在计数点 0～5 过程中系统动能的增量 ΔEk＝________J．为了简化计算．g 取 10 m/s2，则系统势能的减少量 ΔEp＝________J. (3) 实 验 结 果 显 示 ΔEp>ΔEk ， 那 么 造 成 这 一 现 象 的 主 要 原 因 是 _________________________________________________________________ ________________________________________________________________. 1 2 (4)在本实验中， 若某同学作出了2v h 图象， 如图丙， h 为从起点量起的长度， 则据此得到当地的重力加速度 g＝________m/s2. 【导学号：84370248】
(4)重物在下落过程中，除受重力外还存在空气阻力和摩擦阻力的影响，重物 的重力势能要转化为重物的动能和内能，则重力势能的减少量大于动能的增 加量，选项 C 正确．
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[答案](1)A
1 hC－hA2 2m 2T
(2)AB (3)－mghB (4)C
hC－hA 2T
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(3)重力势能改变量为 ΔEp＝－mghB，由于下落过程是匀加速直线运动，所以 根据中间时刻的速度等于这段时间内的平均速度可得 B 点的速度为 vB ＝ hC－hA 2T ，所以动能变化量
1 2 1 hC－hA2 ΔEk＝2mvB＝2m . 2 T
(2016· 北京高考改编)利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验．
甲
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(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．速度变化量和势能变化量 C．速度变化量和高度变化量
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(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)
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(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带．在纸带上 选取三个连续打出的点 A、B、C，测得它们到起始点 O 的距离分别为 hA、 hB、hC. 已知当地重力加速度为 g，打点计时器打点的周期为 T.设重物的质量为 m.从 打 O 点到打 B 点的过程中，重物的重力势能变化量 ΔEp＝________，若测动 能变化量应先测出 B 的速度 vB＝________.故 ΔEk＝________.
[解析](1)要验证从第 2 点到第 6 点之间的纸带对应重物的运动过程中机械能 守恒，应测出第 2 点到第 6 点的距离 h26，要计算第 2 点和第 6 点的速度 v2 和 v6，必须测出第 1 点到第 3 点之间的距离 h13 和第 5 点到第 7 点之间的距 1 2 1 2 离 h57，机械能守恒的表达式为 mgh26＝2mv6－2mv2. (2)实验操作顺序为 ADBCEF.
乙
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(4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因 是________． A．利用公式 v＝gt 计算重物速度 B．利用公式 v＝ 2gh计算重物速度 C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法
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[解析](1)在“验证机械能守恒定律”实验中，重物下落，重力势能减少，动 能增加，要验证机械能是否守恒，需比较重物下落过程中任意两点间的动能 变化量与势能变化量大小是否相等，故选 A. (2)实验时用到电磁打点计时器，则必须使用交流电源．在计算动能和势能变 化量时，需用刻度尺测量位移和重物下落高度．在比较动能变化量和势能变 1 2 化量是否相等时需验证2m(v2 － v 2 1)＝mgh 是否成立，而等式两边可约去质量 m，故不需要天平．故选 A、B.
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考点二| 数据处理与误差分析 (2018· 孝感高三冲刺卷)用如图实64 甲实验装置验证 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定律．如图实63 乙给出的 是实验中获取的一条纸带：0 是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有 4 个打下的点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示．已知 m1＝50 g、m2＝ 150 g，则(计算结果保留两位有效数字)
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D．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带 E．选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度 h1，h2，h3，…hn，计算出 对应的瞬时速度 v1，v2，v3，…vn 1 2 F．分别算出2mvn和 mghn，在实验误差范围内看是否相等
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实验六
验证机械能守恒定律
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(对应学生用书第 98 页) 考点一| 实验原理与操作 在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，电源的频率为 50 Hz，依次打出的点为 0,1,2,3,4…n.则：
图实63
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(1) 如用第 2 点到第 6 点之间的纸带来验证，必须直接测量的物理量为 _______________________、 _______________、 ________________________， 必须计算出的物理量为____________________、____________________，验 证的表达式为_______________________． (2)下列实验步骤操作合理的排列顺序是________．(填写步骤前面的字母) A．将打点计时器竖直安装在铁架台上 B．先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落 C．取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验
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[答案](1)第 2 点到第 6 点之间的距离 h26 第 1 点到第 3 点之间的距离 h13 第 5 点到第 7 点之间的距离 h57 第 2 点的瞬时速度 v2 1 2 1 2 mgh26＝2mv6－2mv2 (2)ADBCEF 第 6 点的瞬时速度 v6
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