【红对勾】2017届高考物理新课标一轮复习配套：第5章机械能及其守恒定律实验6选读.ppt

第五章　 机械能及其守恒定律 实验六 验证机械能守恒定律 突破考点02 突破考点01 突破考点03 综合能力测试 高考真题 (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________． A．按照图示的装置安装器材； B. 将打点计时器接到电源的直流输出端上； C．用天平测量出重物的质量； D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带； E．测量打出的纸带上某些点之间的距离； F．根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能． 谨记 实验原理的理解 指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的横线上，并说明其原因：___________________________________________________. 解析：(1)电火花计时器使用的是220 V交流电源，因此低压交流电源用不着，另外还需要用到天平测出小车的质量M；(2)打点2时的速度等于1～3点间的平均速度，即v2＝，也等于0～4点间的平均速度，即v2＝.根据机械能守恒，整个系统减小的重力势能等于整个系统增加的动能，即mg(d5－d1)＝(M＋m)(v－v)；(3)根据v2＝2ad，因此－d的斜率就是加速度，对钩码进行受力分析可知：mg－FT＝ma，对小车受力分析知FT＝Ma，因此可得a＝g. 解析：步骤B是错误的，应该接到电源的交流输出端；步骤C不必要，因为根据测量原理，重物的动能和势能中都包含了质量m，可以约去；步骤D是错误的，应该先接通电源，待打点稳定后再释放纸带． 答案：见解析 一、实验目的 验证机械能守恒定律． 二、实验器材 铁架台(含铁夹)，打点计时器，学生电源，纸带，复写纸，导线，毫米刻度尺，重物(带纸带夹). 解析：(1)小球由A到D过程中重力势能减小，动能增加，由题图乙的图象知机械能总量不变，故表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是乙、丙、甲． (2)由实验结果知：在误差允许的范围内，在只有重力做功的情况下，小球的机械能守恒． 突破考点03 解析：(1)由vn＝可知，v5＝ cm/s＝408 cm/s＝4.08 m/s (2)由题给条件知 h25＝(26.68＋24.16＋21.66) cm＝72.5 cm＝0.725 m ΔEp＝mgh25＝0.2×10×0.725 J＝1.45 J 突破考点01 实验原理与操作 【典例1】　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： (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．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 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 2．(2016·南宁模拟)用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”． (1)下列物理量需要测量的是________，通过计算得到的是________(填写代号)． 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 F．分别算出mv和mghn，在实验误差范围内看是否相等 A．重锤质量 B．重力加速度 C．重锤下落的高度 D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度 【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点之间的距离h57，机械能守恒的表达式为mgh26＝mv－mv (2)实验操作顺序为ADBCEF. (2)设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g.图乙是实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续点．根据测得的s1、s2、s3、s4写出重锤由B点到D点势能减少量的表达式________，动能增加量的表达式________． 【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　第6点的瞬时速度v6 mgh26＝mv－mv (2)ADBCEF 解析：(1)实验中需要直接测量的是重锤下落的高度，通过计算得到的是与下落高度相对应的重锤的瞬时速度． (2)重锤重力势能的减少量为mg(s3－s1)， vB＝，vD＝， 故重锤动能的增加量为mv－mv 1．用如图所示