第18练 实验：验证机械能守恒定律(10分钟课前预习)-【志鸿优化训练】2025-2026学年高中物理必修第二册 (人教版)

第18练 实验：验证机械能守恒定律 ⊙预习梳理 ①知识框架 一、实验思路 方法一：利用起始点和第n 机械能守恒的条件“只有重力或弹力做功”，满足这一条件 点计算，验证gh=2 的过程有哪些？ 方法二：任取两点计算， 1.自由下落的物体只受到 作用，满足机械能守恒 数据 研究自由 分析 验证gh=6-2以 的条件。 下落物体 的机械能 方法三：图像法，绘制2-h 2.物体沿光滑斜面下滑时，支持力与物体位移方向 验证机 械能守 对物体不做功，这种情况也满足机械能守恒的条件。 恒定律 研究沿斜 数据 速度求解：0= △t 3.用细线悬挂的小球摆动时，细线的拉力与小球的运动方 面下滑物 分析 守恒验证：g△h=2-2 向垂直，对物体 。也满足机械能守恒的条件。 体机械能 二、物理量的测量 ⊙预习演练 根据重力势能和动能的定义，能够想到需要测量物体的 1.在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中需要 、物体所处位置的 以及物体的运动 用工具直接测量的有( 这三个物理量。 A.重锤的重量 三、数据分析 B.重力加速度 根据选定的试验方案设计相应的表格记录实验数据。计 C.重锤下落的高度 算物体在选定位置上动能与势能的和是否满足 D.与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度 ·37· 2.用如图所示的装置验证机械能守恒定律，由于电火花计 C.在“验证机械能守恒定律”时不需要知道当地的重力 时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较 加速度 大的阻力，这样实验造成的结果是( D.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=√2gh计 A.重力势能的减少量明显大于动 算出瞬时速度心 能的增加量 (2)实验中，先接通电源再释放纸带，得到下图所示的一 B.重力势能的减少量明显小于动 打点计纸带 条纸带。在纸带上选取二个连续打出的点A、B、C,测得 能的增加量 时器 它们到起始点O的距离分别为hA、h、hc。已知当地重 C.重力势能的减少量等于动能的 夹子 力加速度为g,打点计时器使用的交流电的频率是f,重 增加量 (6-重物 物的质量为m,则打下B点时，重物的重力势能减少量 D.以上几种情况都有可能 △E。= ,动能增加量△E,= 3.某小组利用如图所示装置进行 “验证机械能守恒定律”实验。 h8- 打点 计时器 纸带 (3)比较△E。与△E:的大小，重力势能的减少量大于动能 的增加量，出现这一结果的原因可能是 夹子 口重物 (4)为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提 出以下建议 A.两限位孔在同一竖直面内上下对正 B.精确测量出重物的质量 (1)下列说法正确的是( C.用手托稳重物，接通电源后释放重物 A.本实验应选用密度大、体积小的重物 以上建议中确实对提高实验准确程度有作用的是 B.释放纸带时，重物应远离打点计时器 ·38·第18练 实验：验证机械能守恒定律 【预习梳理】 一、1.重力2.垂直3.不做功 二、质量高度速度 三、2m2+mgh:=子ma+mgh 【预习演练】 1.C解析：验证机桃能守恒的方程式为mgh=弓m,即 8助=合，所以只需要测出k、口即可。g为当地的重力 加速度，而？是根据打出的纸带测量计算出来的。故 选C。 2.A解析：由于重物下落时要克服阻力做功，重物减少的 重力势能转化为重物的动能和系统的内能，故重力势能 的减小量大于动能的增加量，A正确。故选A。 3.(1)A (2)mghn m (hc-ha)"f 8 (3)重锤受到了空气阻力、纸带与计时器之间有摩擦阻力 (4)A 解析：(1)本实验应选用密度大、体积小的重物，以减少空 气阻力的影响，A正确；释放纸带时，重物应靠近打点计 58 时器，B错误；在“验证机栽能守恒定律”时有gh= 需要知道当地的重力加速度，C错误；实验中应用刻度尺 测出物体下落的高度，根据做匀变速直线运动时纸带 某点的瞬时速度等于这点前后相邻两，点间的平均速度， 计算出瞬时速度。如果直接用匀变速直线运动的公式 计算速度，则默认了加速度为重力加速度，也默认机械能 守恒，失去本实验的意义，D错误。故选A。 (2)打下B点时，重物的重力势能减少量△E。=mghB,打 下B点的速度为0B=:4·f,则动能增加量 2 △E=mhe-h)2fP 8 (3)重力势能的减少量大于动能的增加量，出现这一结果 的原因可能是重锤受到了空气阻力、纸带与计时器之间 有摩擦阻力。 (4)两限位孔在同一竖直面内上下对正，这样重物带动纸 带下落时会减小纸带与两限位孔间的摩擦力，对减小实 验误差有利，A正确；在验证机械能守恒定律时，其表达 式为mgh=合心上式质量可以消去，因此不窝精确测 量出重物的质量，B错误；用手托稳重物，接通电源后，再 释放重物，这样纸带在下落时会弯曲，增大与限位孔间的 摩擦力，不利于减小实验误差，C错误。故选A。