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1、 厚德博雅 止于至善期末复习 实验专题2实验：验证机械能守恒定律【知识清单】1.本实验是利用 法验证机械能守恒定律的，通过纸带记录物体的运动情况。重物下落的高度等于 纸带上第n点的瞬时速度vn= 2.本实验中需验证的式子为 ，故 （填“需要”或“不需”）测量重锤的质量。3.尽可能地控制实验条件，即应满足机械能守恒的条件，这就要求尽量减小各种阻力，采取的措施有：(1)安装打点计时器时，必须使两个限位孔的 ，以减小摩擦阻力(2)应选用 的重物，以减小空气阻力的影响4选取纸带的时：(1)点迹清晰实验时必须保持提起的纸带 ，手不动，待接通电源，让 后再松开纸带，以保证第1个点是一个清晰的点(2)第1、
2、2两点间距离接近 .这说明打第1个点时重物的初速度近似为0。5.测量长度会带来偶然误差减小偶数误差的办法：（1）测距离都应 测起；（2）多次测量取平均值；（3）选取的计数点应尽可能离O点 些，以减小相对误差【考点题组】【题组一】基本实验方法1.有4条用打点计时器（所用交流电频率为50Hz）打出的纸带A、B、C、D，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带，某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为S1、S2、S3。请你根据下列S1、S2、S3的测量结果确定该纸带为 。（已知当地的重力加速度为9.791m/s2）A.61.0mm 65.
3、8mm 70.7mmB. 41.2mm 45.1mm 53.0mmC.49.6mm 53.5mm 57.3mmD. 60.5mm 61.0mm 60.6mm2.（易）图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题：(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有 。(填入正确选项前的字母) A米尺 B秒表 C012V的直流电源 D。0I2V的交流电源(2)实验中误差产生的原因有_。(写出两个原因)3.利用图2装置做“验证机械能守恒定律”实验。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
4、与势能变化量 B.速度变化量和势能变化量 C.速度变化量和高度变化量除带夹子的重物、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）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图3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。从打点到打点的过程中，重物的重力势能变化量，动能变化量。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利用公式计算重物速度 B利用公式计算重物速度C存
5、在空气阻力和摩擦力阻力的影响 D没有采用多次试验去平均值的方法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，描绘图像，并做如下判断：若图像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是否正确。打点计时器重物纸带86.59cm70.99cm78.57cmABCO图a图b4.某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地重力加速度为g=9.80m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图（b）所示。纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、
6、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值。回答下列问题（计算结果保留3位有效数字）（1）打点计时器打B点时，重物速度的大小vB= m/s; （2）通过分析该同学测量的实验数据，他的实验结果是否验证了机械能守恒定律？简要说明分析的依据。 5.（2017天津理综，9（2）如图所示，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。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，撒手释放重物某实验小组利用上述装置将打点计时
7、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_。AOA、AD和EG的长度 BOC、BC和CD的长度CBD、CF和EG的长度 DAC、BD和EG的长度6.某同学做验证机械能守恒定律实验时，不慎将一条挑选出的纸带一部分损坏，损坏的是前端部分剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出标在图中，单位是cm.打点计时器工作频率为50 Hz，重力加速度g取9.8 m/s2.(1)重物在2点的速
8、度v2_，在5点的速度v5_，此过程中动能增加量Ek_，重力势能减少量Ep_.由以上可得出实验结论：_.(2)根据实验判断下列图象正确的是(其中Ek表示物体动能的变化量，h表示物体下落的高度)()【题组二】创新实验方法7.某同学用如题111图所示的装置验证机械能守恒定律一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方在钢球底部竖直地粘住一片宽带为d的遮光条将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，取作为钢球经过A点时的速度记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小Ep与动能变化大小Ek，就能验证
9、机械能是否守恒（1）用Ep=mgh计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到 之间的竖直距离（A）钢球在A点时的顶端（B）钢球在A点时的球心 （C）钢球在A点时的底端（2）用Ek=计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如题112图所示，其读数为_cm某次测量中，计时器的示数为0.0100 s，则钢球的速度为v= m/s（3） 下表为该同学的实验结果：他发现表中的Ep与Ek之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的你是否同意他的观点？请说明理由（4） 请你提出一条减小上述差异的改进建议8.用如图实验装置验证m 1 、m 2组成的系统机械能守恒。m 2从高处
10、由静止开始下落，m 1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打下的点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m 1= 50g 、m 2 =150g ，则（计算结果保留两位有效数字）26.40单位：cm038.4021.60123456在纸带上打下记数点5时的速度v = m/s； 在记数点05过程中系统动能的增量EK = J.为了简化计算,设g =10m/s2,则系统势能的减少量EP = J；在本实验中,若某同学作出了图像,如右下图，h为从起点量起的长度,则据此得到当地的重力加
11、速度g = m/s2。9.DIS实验是利用现代信息技术进行的实验。“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示，小组同学在实验中利用小铁球从很光洁的曲面上滚下，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图乙所示。图象的横轴表示小球距d点（最低点）的高度h，纵轴表示小铁球的重力势能EP、动能Ek或机械能E。试回答下列问题：（1）图乙的图象中，表示小球的机械能E、动能Ek、重力势能EP随小球距d点的高度h变化关系的图线分别是_（按顺序填写相应图线所对应的文字）；（2）根据图乙所示的实验图象，可以得出的结论是：_。10.图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。两个质量各为mA和mB（m
12、AmB）的小物块A和B分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，用手拉住物块B，使它与地面接触，用米尺测量物块A的底部到地面的高度h。释放物块B，同时用秒表开始计时，当物块A碰到地面时，停止计时，记下物块A下落。已知当地重力加速度为g。（1）在物块A下落的时间t内，物块A、B组成的系统减少的重力势能 ，增加的动能 。改变mA、mB和h，多次重复上述实验，若在实验误差范围内均成立，则可初步验证机械能守恒定律。（2）为提高实验结果的准确程度，可以尽量减小定滑轮的质量，将定滑轮的转动轴涂抹润滑油，选取受力后相对伸长量尽量小的轻质软绳。请写出两条上面没有提到的提高实验结果准确程度有益的建议： 、 。 4 / 4学科网（北京）股份有限公司
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