课时强化作业二十三 实验六 验证机械能守恒定律
1. (2016届安 徽皖南八校联考)如图1所示, 将打点计时器固定在铁架台上, 用重物带动纸带从静止开始自由下落, 利用此装置可验证机械能守恒定律.
(1)已准备的器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物, 此外还需要的器材是________(填字母代号)．
A. 直 流电源、天平及砝码
B. 直流电源、毫米刻度尺
C. 交流电源、天平及砝码
D. 交流电源、毫米刻度尺
(2)安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图2所示．图中O点为打点起始点，且速度为零．选取纸带上打出的连续点A、B、C、…作为计数点，测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3.已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，计时器打点周期为T.为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从O点到F点的过程中，重锤重力势能的减少量ΔEp＝________，动能的增加量ΔEk＝________.用题中所给字母表.).
(3)(多选)实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量, 关于这个误差下列说法正确的是________.
A. 该误差属于偶然误差
B. 该误差属于系统误差
C. 可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D. 可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
(4)某同学在实验中发现重锤增加的动能略小于重锤减少的重力势能，于是深入研究阻力对本实验的影响．他测出各计数点到起始点的距离h，并计算出各计数点的速度v，用实验测得的数据绘制出v2h图线，如图3所示．图象是一条直线，此直线斜率的物理含义是________．已知当地的重力加速度g＝9..m/s2，由图线求得重锤下落时受到阻力与重锤所受重力的百分比为 ＝________%(保留2位有效数字).
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解析: (1)打点计时器使用交流电源才可以正常工作；实验中重锤下降的高度可以通过刻度尺测量纸带上点与点间的距离得到；瞬时速度可以根据匀变速直线运动规律, 通过纸带上两点的距离, 求出平均速度, 进而得到瞬时速度；纸带上 相邻两计时点的时间间隔已知, 所以不需要秒表, 重锤的质量可以不测,
课时强化作业二十三 实验六 验证机械能守恒定律
1．(2016届安徽皖南八校联考）如图1所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可验证机械能守恒定律．
（1)已准备的器材有打点计时器(带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需要的器材是________（填字母代号)．
A．直流电源、天平及砝码
B．直流电源、毫米刻度尺
C．交流电源、天平及砝码
D．交流电源、毫米刻度尺
(2）安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图2所示．图中O点为打点起始点，且速度为零．选取纸带上打出的连续点A、B、C、…作为计数点，测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3。已知重锤质量为m,当地重力加速度为g，计时器打点周期为T.为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从O点到F点的过程中，重锤重力势能的减少量ΔEp＝________,动能的增加量ΔEk＝________( 用题中所给字母表示 ).
(3)(多选)实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是________．
A．该误差属于偶然误差
B．该误差属于系统误差
C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
（4）某同学在实验中发现重锤增加的动能略小于重锤减少的重力势能，于是深入研究阻力对本实验的影响．他测出各计数点到起始点的距离h，并计算出各计数点的速度v，用实验测得的数据绘制出v2。h图线，如图3所示．图象是一条直线，此直线斜率的物理含义是________．已知当地的重力加速度g＝9.8 m/s2 ，由图线求得重锤下落时受到阻力与重锤所受重力的百分比为错误!＝________%(保留2位有效数字）。
解析:（1）打点计时器使用交流电源才可以正常工作;实验中重锤下降的高度可以通过刻度尺测量纸带上点与点间的距离得到；瞬时速度可以根据匀变速直线运动规律,通过纸带上两点的距离,求出平均速度,进而得到瞬时速度;纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表,重锤的质量可以不测,D选项正确．
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1 / 7 实验：验证机械能守恒定律
1．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，需要比拟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．速度变化量和势能变化量
C．速度变化量和高度变化量
②除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线与开关外，在如下器材中，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.
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＝________．
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力阻力的影响 D．没有采用屡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v2h图像，并做如下判断：假设图像是一条过原点的直线，如此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．
答案 ①A ②AB ③－mghB12m(hC－hA2T)2
④C ⑤该同学的判断依据不正确
解析 ①根据机械能守恒定律，可得mgh＝12mv2－0，故需要比拟动能变化量与势能变化量，word
2 / 7 A项正确；②电磁打点计时器使用的是交流电源，故A项正确；因为在计算重力势能变化量时，需要用到纸带上两点之间的距离，所以还需要刻度尺，故B项正确；根据mgh＝12mv2－0可得等式两边的质量抵消，故不需要天平，C项错误；③重力势能改变量为Ep＝－mghB，由于下落过程中是匀变速直线运动，所以根据中间时刻速度规律可得B点的速度为vB＝hC－hA2T，所以ΔEk＝12mvB2＝12m(hC－hA2T)2；④实验过程中存在空气阻力，纸带运动过程中存在摩擦力，C项正确；⑤该同学的判断依据不正确，在重物下落h的过程中，假设阻力f恒定，根据mgh－fh＝12mv2－0⇒v2＝2(g－fm)h可知，v2h图像就是过原点的一条直线．要想通过v2h图像的方法验证机械能是否守恒，还必须看图像的斜率是否接近2g.
2019年高考物理大一轮复习 实验06 验证机械能守恒定律学案 新人教版
1 / 71 2019年高考物理大一轮复习 实验06 验证机械能守恒定律学案 新人教版
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2019年高考物理大一轮复习 实验06 验证机械能守恒定律学案 新人教版
2 / 72 实验06 验证机械能守恒定律
(对应学生用书P102）
一、实验目的
验证机械能守恒定律．
二、实验原理
通过实验，求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量,若二者相等,说明机械能守恒,从而验证机械能守恒定律．
三、实验器材
打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(附夹子）、导线两根
四、实验步骤
1．安装仪器
2．将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器限位孔
3．用手提着纸带，让重物靠近打点计时器并处于静止状态下,然后接通电源，松开纸带,让重物自由落下，纸带上打下一系列小点
4．从几条打下点的纸带中挑选出点迹清楚的纸带进行测量
5．在起始点标上0，在以后各点依次标上1、2、3…，用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3…
(2018·重庆市一中月考)(1）关于“验证机械能守恒定律”的实验中,以下说法中正确的是____________
A．实验时需要称出重物的质量
B．实验中摩擦是不可避免的，因此纸带越短越好，因为纸带越短，克服2019年高考物理大一轮复习 实验06 验证机械能守恒定律学案 新人教版
