第6章　实验7　验证机械能守恒定律-【南方凤凰台】2024高考物理（提高版）一轮复习导学案 江苏（新教材新高考）课件

第六章 机械能守恒定律 实验7:　验证机械能守恒定律 高考总复习 一轮复习导学案 · 数学（提高版） 5A导学案 高考一轮复习 物理 1 体系建构 体系建构 素养发展 4 1 实验原理与操作 素养发展 素养发展 在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m为1.0 kg的重物自由下落，带动纸带打出一系列的点，如图所示．相邻计数点间的时间间隔为0.02 s，距离单位为cm. (1) 纸带的______(填“左”或“右”)端与重物相连． 1 【解析】与重物相连的纸带一端应该先打出点，先打出点的速度较小，从纸带图上可以看出是左端． 左 素养发展 (2) 打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB＝____________m/s.(结果保留两位有效数字) (3) 从起点O到打下计数点B的过程中物体的动能增加量ΔEk＝____________J，势能减少量ΔEp＝____________J.(取g＝9.8 m/s2，计算结果均保留两位有效数字) 0.98 0.48 0.49 素养发展 (4) 通过计算，数值上ΔEk________ΔEp(填“大于”“等于”或“小于”)，这是因为______________________________. 【解析】通过计算，数值上ΔEk<ΔEp，实验中有空气阻力和摩擦阻力． (5) 实验的结论为___________________________________________________ ______________________. 【解析】在误差允许的范围内，重力势能的减少量与动能的增加量相等，知物体在下落过程中机械能守恒． 小于 实验中有空气阻力和摩擦阻力 在实验误差范围内，重力势能的减少量与动能的增加量相 等，机械能守恒 素养发展 2 数据处理与误差分析 素养发展 素养发展 3. 误差分析： (1) 重物和纸带下落过程中要克服阻力，主要是纸带与计时器之间的摩擦力．计时器平面不在竖直方向，纸带平面与计时器平面不平行是阻力增大的原因．电磁打点计时器的阻力大于电火花计时器．由于阻力的存在，重物动能的增加量稍小于势能的减少量，即ΔEk<ΔEp.这属于系统误差． (2) 交流电源的频率f不是50 Hz也会带来误差．若f>50 Hz，由于速度值仍按频率为50 Hz计算，频率的计算值比实际值偏小，周期值偏大，算得的速度值偏小，动能值也就偏小，使ΔEk<ΔEp的误差进一步加大；根据同样的道理，若f<50 Hz，则可能出现ΔEk>ΔEp的结果． (3) 由于测长度带来的误差，减小办法之一是测距离时应从O点量起，之二是多测几次，然后取平均值． 素养发展 (2023·镇江期初)某班级的同学在实验室利用“自由落体运动”来验证机械能守恒定律． (1) 不同组学生在实验操作过程中出现如图1的四种情况，其中操作正确的是______. 2 【解析】打点计时器应使用交流电源；纸带弯曲了，在重锤下落过程中，纸带与计时器之间的摩擦会造成较大的实验误差，故选B. B 素养发展 (2) 如图2所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，根据图2读出C点对应的刻度值______________cm. 【解析】根据图2读出C点对应的刻度值为23.10 cm. 23.10 素养发展 (3) 如图3所示，测得点B距起始点O的距离为x0，BC两点间的距离为x1，CD两点间的距离为x2，若相邻两点的打点时间间隔为T，重锤质量为m，根据上述条件计算重锤从释放到打下C点时重力势能减少量ΔEp＝mg(x0＋x1)，动能增加量ΔEk＝____. 素养发展 (4) 小华认为可通过测量重锤下落过程的加速度来验证机械能是否守恒，设O点到测量点的距离为h，v为对应测量点的速度，他做出的v2－h关系图线如图4所示，由图可得重物下落的加速度g＝____________m/s2(结果保留三位有效数字)． 9.52 素养发展 (5) 小明同学误把O′点当作O点，其他操作与小华相同，也绘制出v2－h图像，如图5所示，b是小华作的图线，则小明所作的图线最有可能是______(填写图线上的字母)． 【解析】小明同学误把O′点当作O点，其他操作与小华相同，当h＝0时，速度不为0，则小明所作的图线最有可能是a. a 素养发展 3 实验拓展与创新 素养发展 (2023·如皋期初调研)小明设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验，如图所示． (1) 现有以下材质的小球：①乒乓球；②橡胶球；③钢球．实验中应选用______. 3 【解析】为减小摩擦阻力带来的影响，应选用密度大的③钢球． ③ 素养发展 (2) 固定好拉力传感器后，下列实验操作步骤，正确顺序是___________