(配套课件)第五章 机械能守恒定律-【精彩三年·高考尖峰】2024高考总复习物理一轮复习基础拓展训练教师用书word+课件PPT（浙江专用）

√ √ 实验6　验证机械能守恒定律 第五章　机械能守恒定律 目录 CONTENTS 主干梳理 01 02 考向探究 主干梳理 01 主干梳理 一、实验原理 主干梳理 主干梳理 二、注意事项 1．打点计时器要竖直：安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以减小摩擦阻力。 2．重物密度要大：重物应选用质量大、体积小、密度大的材料。 3．操作顺序：应先接通电源，让打点计时器正常工作，后松开纸带让重物下落。 主干梳理 考向探究 02 类型一　实验原理与实验操作 本实验是利用自由落体运动验证机械能守恒定律，测出物体下落的高度及初、末位置的速度是实验的关键，操作上注意三点： (1)重物要靠近打点计时器。 (2)纸带要保持竖直。 (3)先接通电源再放开纸带。 类型一　实验原理与实验操作 例题　用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为8 V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律。 (1)下面列举了该实验的几个操作步骤。 A．按照图甲所示的装置安装器件 B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上 类型一　实验原理与实验操作 C．用天平测出重锤的质量 D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带 E．测量纸带上某些点间的距离 F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 其中没有必要进行的步骤是_______，操作不当的步骤是______。 C B 类型一　实验原理与实验操作 (2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图乙所示，使用电源的频率为f，则计算重锤下落的加速度的表达式为 a＝__________________。(用x1、x2、x3、x4及f表示)。 类型一　实验原理与实验操作 类型二　数据处理 2．处理实验数据的方法 (1)本实验可以采用图像法验证机械能守恒定律。通过图像验证机械能是否守恒，要根据机械能守恒定律写出图像对应的函数表达式，弄清图像 类型二　数据处理 斜率的物理意义，如v2­-h图像、v2­-2h图像，根据图像计算出重力加速度，计算结果与当地重力加速度比较，根据两者是否在误差允许的范围内相等判断机械能守恒定律是否成立。 (2)本实验也可以利用计算法验证机械能守恒。利用计算法需要知道当地的重力加速度，通过计算重力势能的减少量与动能的增加量是否相等验证机械能守恒定律。 类型二　数据处理 例题　2021·浙江6月选考在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用图1所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图2所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。 类型二　数据处理 (1)为了减小实验误差，对于体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的重物的理由是_________________________________________。 (2)已知交流电频率为50 Hz，重物质量为200 g，当地重力加速度g＝9.80 m/s2，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值值 ＝ _________________________________J，重物在C点的动能 E kC＝_____________________________J(计算结果均保留三位有效数字)。比较E kC与的大小，出现这一结果的原因可能是_______。 阻力与重力之比更小(或其他合理解释) 0.547(0.542～0.550均正确) 0.588(0.570～0.596均正确) C 类型二　数据处理 A．工作电压偏高 B．存在空气阻力和摩擦力 C．接通电源前释放了纸带 【解析】 (1)在做验证机械能守恒定律实验时，阻力越小越好，因此选择密度大的重物，阻力与重力之比更小。 (2)由题图2可知O、C之间的距离为xOC＝27.90 cm，因此重力势能的减少量为＝mgxOC＝0.2×9.8×0.279 0 J≈0.547 J。 类型二　数据处理 类型三　同类实验拓展与创新 在浙江选考实验中往往以课本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，不脱离教材而又不拘泥于教材，体现开放性、探究性、创新性等特点，如以下拓展创新角度。 创新角度 实验装置图 创新解读 实验原理 的创新     (1)利用机械能守恒定律确定弹簧弹性势能。 (2)由平抛运动测量球的初速度。(3)利用平抛位移与弹簧压缩量的s——Δx图线处理数据   (1)利用钢球摆动来验证机械能守恒定律。 (2)利用光电门测定摆球的瞬时速度 类型三　同类实验