高考物理一轮复习 第五章 机械能 实验 验证机械能守恒定律教学案 沪科版-沪科版高三全册物理教学案VIP专享

实验 验证机械能守恒定律一、基本原理与操作原理装置图操作要领1.安装：打点计时器要竖直安装稳，使两限位孔在同一竖直线内以减少摩擦阻力。2.重物：选密度大、质量大的金属块，且靠近计时器处释放。3.一先一后：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。二、数据处理与分析1.瞬时速度的计算求瞬时速度：vn＝，不能用 vn＝或 vn＝gt 来计算。2.验证守恒的方案方案需要验证的表达式(1)利用起始点和第 n 点ghn＝v(2)任取较远两点 A、BghAB＝v－v(3)图象法绘出 v2－h 图线3.实验误差的分析误差偶然误差系统误差产生原因测量纸带长度有误存在空气阻力和摩擦阻力，导致ΔEk<ΔEp减小方法(1)测下落距离时都从 0 点量起，一次将各打点对应下落高度测量完；(2)多次测量取平均值。(1)使打点计时器两限位孔在同一竖直线上；(2)选用质量大、体积小的物体作重物。 教材原型实验命题角度 实验原理与操作【例 1】 [2017·天津理综，9(2)]如图 1 所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置“验证机械能守恒定律”。图 1(1)对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是________。A.重物选用质量和密度较大的金属锤B.两限位孔在同一竖直面内上下对正C.精确测量出重物的质量D.用手托稳重物，接通电源后，撤手释放重物(2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到 50 Hz 的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图 2 所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中 O 点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________。图 2 A.OA、AD 和 EG 的长度 B.OC、BC 和 CD 的长度C.BD、CF 和 EG 的长度 D.AC、BD 和 EG 的长度解析 (1)重物选用质量和密度较大的金属锤，减小空气阻力，以减小误差，故选项 A 正确；两限位孔在同一竖直面内上下对正，减小纸带和打点计时器之间的阻力，以减小误差，故选项 B 正确；验证机械能守恒定律的原理是：mgh＝mv－mv，重物质量可以消掉，无需精确测量出重物的质量，故选项 C 错误；用手拉稳纸带，而不是托住重物，接通电源后，撒手释放纸带，故选项 D 错误。(2)由 EG 的长度可求出打 F 点的速度 v2，打 O 点的速度 v1＝0，但求不出 OF 之间的距离 h，故选项 A 错误；由 BC 和 ...