课时8.5 实验：验证机械能守恒定律-2022-2023学年高中物理同步练习分类专题教案（人教版2019必修第二册）

。学利网 学科网原创精品，让你的学司土豪起华！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 第八章机械能守恒定律 课时8.5实验：验证机械能守恒定律 本节目标 1. 知道验证机械能守恒定律实验的思路。 掌握利用自由落体运动验证机械能守恒定律的原理和方法。 3.掌握利用气垫导轨和数字计时器验证机械能守恒定律的原理和方法。 知识概念 一、实验原理 让物体自由下落，忽略阻力的情况下，物体的机械能守恒。有两种方案验证物体的机械能守恒： 方案一：以物体自由下落的位置O为起始点，测出物体下落高度h时的速度大小v,若mv2=mgh 成立，则可验证物体的机械能守恒。 方案二：测出物体下落高度h过程的初、末时刻的速度y1、v2,若关系式mv2.mv12=mgh 成立，则物体的机械能守恒。 二、实验器材 铁架台（带铁夹）、打点计时器、重物（带夹子）、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、交流电源。 三、实验过程 1安装置：将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。 2打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸 带使重物静止在靠近打点计时器的地方。先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落。更 换纸带重复做35次实验。 3.选纸带：选取点迹较为清晰且有两点间的距离约为2m的纸带，把纸带上打出的两点间的距 离为2mm的第一个点作为起始点，记作O,在距离O点较远处再依次选出计数点1、2、3、 4测距离：用刻度尺测出O点到1、2、3、…的距离，即对应下落的高度hl、h2、h3、… 四、误差分析 1在进行长度测量时，测量及读数不准造成误差。 2重物下落要克服阻力做功，部分机械能转化成内能，下落高度越大，机械能损失越多，所以 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 令学科阿 学科网原创精品，让你的学司土豪起华！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 实验数据出现了各计数点对应的机械能依次略有减小的现象。 3由于交流电的周期不稳定，造成打点时间间隔变化而产生误差。 五、注意事项 1应尽可能控制实验满足机械能守恒的条件，这就要求尽量减小各种阻力的影响，采取的措施 有： (1)安装打点计时器时，必须使两个限位孔的中线严格竖直，以减小摩擦阻力。 (②)应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积， 使空气阻力减小。 2纸带选取 (1)以第一个点为起始点时，要验证的是mv.2mghn,必须保证纸带上的第一个点为重物静止释 放时打的点，所以前两个点的间距约为hgt2-专×10×0.022m=-2mm。 (②)以下落中某点为起点时，要验证的是mvm2mv,2mghm这时选择纸带不需要满足前两点 间距为2mm。 3.计算速度时不能用v=gt或v√2gh,否则就犯了用机械能守恒定律去验证机械能守恒的错误。 题型分组 基础过关练 题组一实验原理与操作 1.(2021江苏沭阳期中，节选)如图所示为验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。现有的器材为： 带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物。回答下列问题： 纸带 计时名 (1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有 (填选项前的字母)。 A毫米刻度尺 B8V直流电源 C停表 D.8V交流电源 E.天平 (②)利用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，有以下几个主要步骤： 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 到网学神问原到结品，让你的学习土录起乘！ iPxxK.coM学科网精品频道全力推荐 a。接通电源b。处理数据 C.松开纸带d安装纸带并悬挂重物e。把打点计时器固定在铁架台上。 以上步骤合理的顺序是e、——、——、——、b。 (3)实验中发现重物减小的重力势能略大于增加的动能，其主要原因 是：—______ 题组二数据处理与分析 _2(2021山东济宁邹城期中，改编)如图1所示是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。 所用的打点计时器连接50Hz的交流电。 27.21cm 图1°图2 (1)甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第 一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA=12.41cm、OB=18.60cm、OC=27.21cm，在计 数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物质量为0.50kg，OB段对应的重物重力势能的减 少量AE_p=——J，重物的动能增加量ΔE_k-—J。(结果均保留三位有效数字) (2)乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计 数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以去v^2为 纵轴画出了如图3所示的图线。由于图线没有过原