高考物理一轮复习 第五章 机械能 实验六 验证机械能守恒定律学案 粤教版-粤教版高三全册物理学案

实验六 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：打点计时器竖直安装；纸带沿竖直方向拉直(2)重物：选密度大、质量大的金属块，且靠近计时器处释放(3)打纸带：让重物自由下落，纸带上打下一系列小点(4)选纸带：点迹清晰，且所选用的点在同一条直线上(5)速度：应用 vn＝，不能用 vn＝或 vn＝gt 计算二、数据处理1.方案一：利用起始点和第 n 点计算：验证 ghn＝v。2.方案二：任取较远两点 A、B：验证 ghAB＝v－v。3.方案三：图象法，描绘出 v2－h 图线。误差分析(1)减小测量误差：一是测下落距离时都从 O 点量起，一次将各打点对应下落高度测量完，二是多测几次取平均值。(2)误差来源：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的增加量ΔEk＝mv 必定稍小于重力势能的减少量 ΔEp＝mghn，改进办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力。 教材原型实验命题角度 实验原理与操作【例 1】 某同学用如图 1 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，可以提供输出电压为 6 V 的交变电流和直流电，交变电流的频率为 50 Hz。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。(1)他进行了下面几个操作步骤：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”上；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其增加的动能。其中没有必要进行的步骤是________，操作不当的步骤是________(均填步骤前的选项字母)。图 1(2)这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图乙所示，其中 O点为起始点，A、B、C、D、E、F 为六个计时点。根据纸带上的测量数据，可得出打 B 点时重锤的速度为________m/s(保留 3 位有效数字)。(3)他根据纸带上的数据算出各点的速度 v，量出下落距离 h，并以为纵轴、h 为横轴画出的图象应是下图的________(填选项字母)。解析 (1)应将打点计时器接到电源的“交流输出”上，选项 B 操作不当，因实验只需比较gh 和的大小关系，不需要测量质量，选项 C 没必要。(2)打 B 点的速度即为 AC 段的平均速度，即 vB＝≈1.84 m/s。(3)根据 mv2＝mgh 可知，v2与 h 成正比，故 C 项正确。答案 (1)C B (2)1.84 (3)...