考点6实验:验证机械能守恒定律405考向实验原理和实验方法[2016北京高考,21(2),14分]利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验.(1)为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的.A.动能变化量与势能变化量B.速度变化量与势能变化量C.速度变化量与高度变化量图1(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是.A.交流电源B.刻度尺C.天平(含砝码)(3)实验中,先接通电源,再释放重物,得到图2所示的一条纸带.在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC.已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T.设重物的质量为m.从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量ΔEp=,动能变化量ΔEk=.图2(4)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是.A.利用公式v=gt计算重物速度B.利用公式v=❑√2gh计算重物速度C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响D.没有采用多次实验取平均值的方法(5)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒:在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点O的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘v2-h图象,并做如下判断:若图象是一条过原点的直线,则重物下落过程中机械能守恒.请你分析论证该同学的判断依据是否正确.必备知识:机械能守恒定律、打点计时器的使用、实验器材的选定、打点纸带和数据的处理、实验误差的分析、图象的物理意义等.关键能力:验证机械能守恒定律实验中数据的处理能力、实验误差的分析能力及实验问题的研究能力等.解题指导:重物下落过程中任意两点,如果重力势能的减少量等于动能的增加量,那么机械能守恒;打点计时器工作需要接交流电源、打点纸带的测量需要用刻度尺;由于空气阻力和摩擦力的影响,重力势能的减少量总是略大于动能的增加量,根据动能定理建立v2-h的函数关系,理解图象的物理意义,对问题进行分析判断.考法1实验原理的理解1[2017天津高考,9(2),6分]图1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.(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50Hz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2A.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(1)验证机械能守恒定律时,为降低阻力的影响,重物的质量和密度要大,A正确;为减小纸带与打点计时器间的摩擦,两限位孔要在同一竖直平面内上下对正,B正确;验证机械能守恒定律的表达式为mgh=12mv2,重物的质量没必要测量,C错误;D中做法对减小实验误差无影响,D错误.(2)利用纸带数据,根据mgh=12mv2即可验证机械能守恒定律.要从纸带上测出重物下落的高度并计算出对应的速度,选项A、D的条件中,下落高度与所能计算的速度不对应;选项B的条件符合要求,可以取重物下落OC段处理;选项C中,可以求出C、F点的瞬时速度,又知CF间的距离,可以利用12mv22-12mv12=mgΔh验证机械能守恒定律.(1)AB(2)BC1.[2020安徽合肥调研检测]以下是关于验证机械能守恒定律的实验,请完成相应问题:(1)实验室提供了铁架台、夹子、导线、纸带、打点计时器、电源、重锤等器材.为完成此实验,除了所给的器材,下列器材中还必须选取的是.(填字母代号)(2)实验操作完成后,某同学测量纸带上计时点的距离如图,已知打点计时器每隔0.02s打一个点,则B点对应的速度vB=m/s;(保留3位有效数字)若从B点到H点重锤下落的高度为hBH,H点对应的速度为vH,当地的重力加速度为g,为得出实验结论,需要比较ghBH与的大小关系(用题中字母表示),若操作无误,则计算结果一定是前者比后者的值(填“偏大”或“偏小”).(3)写出一条减小实验误差的措施:.考法2实验操作和数据处理2...
