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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,试验六验证机械能守恒定律,1/32,2/32,3/32,4/32,热点一教材原型试验,【例,1,】,天津理综，9(2),如图,1,所表示，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,1,5/32,(1),对于该试验，以下操作中对减小试验误差有利是,_,。,A.,重物选取质量和密度较大金属锤,B.,两限位孔在同一竖直面内上下对正,C.,准确测量出重物质量,D.,用手托稳重物，接通电源后，撤手释放重物,6/32,(2),某试验小组利用上述装置将打点计时器接到,50 Hz,交流电源上，按正确操作得到了一条完整纸带，因为纸带较长，图中有部分未画出，如图,2,所表示。纸带上各点是打点计时器打出计时点，其中,O,点为纸带上打出第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间距离直接测出，利用以下测量值能完成验证机械能守恒定律选项有,_,。,A.,OA,、,AD,和,EG,长度,B.,OC,、,BC,和,CD,长度,C.,BD,、,CF,和,EG,长度,D.,AC,、,BD,和,EG,长度,图,2,7/32,8/32,(2),由,EG,长度可求出打,F,点速度,v,2,，打,O,点速度,v,1,0,，但求不出,OF,之间距离,h,，故选项,A,错误；由,BC,和,CD,长度可求出打,C,点速度,v,2,，打,O,点速度,v,1,0,，有,OC,之间距离,h,，能够来验证机械能守恒定律，故选项,B,正确；由,BD,和,EG,长度可分别求出打,C,点速度,v,1,和打,F,点速度,v,2,，有,CF,之间距离,h,，能够来验证机械能守恒定律，故选项,C,正确；,AC,、,BD,和,EG,长度可分别求出打,B,、,C,、,F,三点速度，但,BC,、,CF,、,BF,之间距离都无法求出，无法验证机械能守恒定律，故选项,D,错误。,答案,(1)AB,(2)BC,9/32,【变式训练1】北京理综，21(2)利用图,3,装置做“验证机械能守恒定律”试验。,图,3,10/32,(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,_,。,A.,动能改变量与势能改变量,B.,速度改变量与势能改变量,C.,速度改变量与高度改变量,(2),除带夹子重物、纸带、铁架台,(,含铁夹,),、电磁打点计时器、导线及开关外，在以下器材中，还必须使用两种器材是,_,。,A.,交流电源,B.,刻度尺,C.,天平,(,含砝码,),11/32,(3),试验中，先接通电源，再释放重物，得到图,4,所表示一条纸带。在纸带上选取三个连续打出点,A,、,B,、,C,，测得它们到起始点,O,距离分别为,h,A,、,h,B,、,h,C,。,已知当地重力加速度为,g,，打点计时器打点周期为,T,。设重物质量为,m,。从打,O,点到打,B,点过程中，重物重力势能改变量,E,p,_,，动能改变量,E,k,_,。,图,4,12/32,13/32,解析,(1),重物下落过程中重力势能降低，动能增加，故该试验需要比较重物下落过程中任意两点间动能改变量与势能改变量在误差范围内是否相等，,A,项正确。,14/32,(4),重物重力势能降低许略大于动能增加量，是因为重物下落过程中存在空气阻力和摩擦阻力影响，,C,正确。,15/32,热点二试验拓展创新,【例,2,】,(,内蒙古巴市一中期末),如图,5,甲所表示，一位同学利用光电计时器等器材做,“,验证机械能守恒定律,”,试验。有一直径为,d,、质量为,m,金属小球由,A,处从静止释放，下落过程中能经过,A,处正下方、固定于,B,处光电门，测得,A,、,B,间距离为,H,(,H,d,),，光电计时器统计下小球经过光电门时间为,t,，当地重力加速度为,g,，则：,图,5,16/32,(4),试验中发觉动能增加量,E,k,总是稍小于重力势能降低许,E,p,，增大下落高度后，则,E,p,E,k,将,_(,选填,“,增大,”“,减小,”,或,“,不变,”),。,(1),如图乙所表示，用游标卡尺测得小球直径,d,_mm,。,(2),小球经过光电门,B,时速度表示式为,v,_,。,图,6,17/32,(4),因为该过程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多，故增大下落高度后，则,E,p,E,k,将增大。,解析,(1),由图可知，主尺刻度为,7 mm,，游标对齐刻度为8，故读数为7 mm8,0.05 mm,7.40 mm。,18/32,【变式训练2】(全国卷,，22)某物理小组对轻弹簧弹性势能进行探究，试验装置如图,7,所表示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接。向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，经过测量和计算，可求得弹簧被压缩后弹性势能。,图,7,19/32,(1),试验中包括到以下操作步骤：,把纸带向左拉直,松手释放物块,接通打点计时器电源,向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量,上述步骤正确操作次序是,_(,填入代表步骤序号,),。,20/32,(2),图,8,中,M,和,L,纸带是分别把弹簧压缩到不一样位置后所得到实际打点结果。打点计时器所用交流电频率为,50 Hz,。由,M,纸带所给数据，可求出在该纸带对应试验中物块脱离弹簧时速度为,_m/s,。比较两纸带可知，,_(,填,“,M,”,或,“,L,”),纸带对应试验中弹簧被压缩后弹性势能大。,图,8,21/32,答案(1),(2)1.29,M,解析,(1),依据该试验操作过程，正确步骤应为,。,22/32,1.,用如图,9,甲所表示装置验证机械能守恒定律，已知打点计时器打点频率,f,50 Hz,。,图,9,23/32,(1),试验中得到一条纸带如图乙所表示，将第一个打点标识为,O,，选择点迹清楚且便于测量连续,5,个点，标为,A,、,B,、,C,、,D,、,E,，测出,A,、,C,、,E,到,O,点距离分别为,d,1,9.51 cm,、,d,2,15.71 cm,、,d,3,23.47 cm,。重物质量为,0.5 kg,，当地重力加速度,g,9.80 m/s,2,。现选取,OC,段数据进行处理，则,OC,段重物重力势能降低许为,_J,，动能增加量为,_J,。,(,计算结果保留,2,位有效数字,),(2),试验结果往往是重力势能降低许略大于动能增加量，关于这个误差，以下说法正确是,_,。,A.,该误差属于偶然误差,B.,该误差属于系统误差,C.,能够经过屡次测量取平均值方法来减小该误差,D.,能够经过减小空气阻力和摩擦阻力影响来减小该误差,24/32,(2),重力势能降低许略大于动能增加量是因为存在空气阻力和摩擦阻力，这是试验原理和仪器带来误差，是系统误差，故选项,B,、,D,正确。,答案,(1)0.77,0.76,(2)BD,25/32,2.,某同学依据机械能守恒定律，设计试验探究弹簧弹性势能与压缩量关系。,(1),如图,10,甲，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端托盘中依次增加砝码，测量对应弹簧长度，部分数据以下表。由数据算得劲度系数,k,_N/m,。,(,g,取,9.80 m/s,2,),图,10,砝码质量,(g),50,100,150,弹簧长度,(cm),8.62,7.63,6.66,26/32,(2),取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图乙所表示；调整导轨，使滑块自由滑动时，经过两个光电门速度大小_。,(3),用滑块压缩弹簧，统计弹簧压缩量,x,；释放滑块，统计滑块脱离弹簧后速度,v,。释放滑块过程中，弹簧弹性势能转化为_。,(4),重复(3)中操作，得到,v,与,x,关系如图丙。由图可知，,v,与,x,成_关系。由上述试验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧_成正比。,27/32,答案,(1)50,(2),相等,(3),滑块动能,(4),正比 压缩量平方,(2),气垫导轨摩擦力能够忽略，故滑块做匀速直线运动，经过两个光电门速度大小相等。,(3),因忽略摩擦力，释放滑块后，弹簧弹性势能转化为滑块动能。,28/32,3.,(,哈尔滨模拟,),用如图,11,甲所表示试验装置验证,m,1,、,m,2,组成系统机械能守恒。,m,2,从高处由静止开始下落，,m,1,上拖着纸带打出一系列点，对纸带上点迹进行测量，即可验证机械能守恒。图乙给出是试验中获取一条纸带；,0,是打下第一个点，每相邻两个计数点之间还有,4,个点,(,图中未标出,),，计数点间距离如图乙所表示。已知两个物体,m,1,100 g,、,m,2,300 g,，则,(,g,9.8 m/s,2,),图,11,29/32,30/32,31/32,答案(1)2.40(2)1.161.18在误差允许范围内，,m,1,、,m,2,组成系统机械能守恒(3)9.6,32/32,
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