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亿库教育网 高一物理机械能和机械能守恒定律通用版
【本讲主要内容】
机械能和机械能守恒定律
动能、重力势能、弹性势能和机械能守恒定律的应用
【知识掌握】
【知识点精析】
1. 重力做功的特点：
重力做功与移动路径无关，只跟物体的起点位置和终点位置有关。WG＝mgh。
2. 重力势能：
（1）重力势能的概念：受重力作用的物体具有与它的高度有关的能称为重力势能。表达式为。Emghp
注意：①重力势能是物体与地球所组成的系统所共有的能量。
②数值Ep＝mgh与参考面的选择有关，式中的h是物体重心到参考面的高度。
③势能的正、负号用来表示大小。
（2）重力做功与重力势能的关系：
重力做正功，重力势能减少；克服重力做功，重力势能增大。即：WG＝－△Ep 亿库教育网
亿库教育网 3. 弹性势能的概念：
物体由于弹性形变而具有的与它的形变量有关的势能称为弹性势能。
4. 机械能守恒定律：
（1）机械能（E）的概念：动能、弹性势能和重力势能统称机械能。即E＝Ek＋Ep。
（2）机械能守恒定律内容：
在只有系统内重力和弹力做功的情形下，物体动能和势能发生相互转化，但机械能总量保持不变。
（3）机械能守恒条件的表达式：
mgh2+1/2mv22= 2211mvmgh，即EP2+EK2= EP1+EK1，表示末状态的机械能等于初状态的机械能。
（4）系统机械能守恒的三种表示方式：
①E1总＝E2总（意义：前后状态系统总的机械能守恒）
②△Ep减＝△Ek增（系统减少的重力势能等于系统增加的动能）
③△EA减＝△EB增（A物体减少的机械能等于B物体增加的机械能）
注意：解题时究竟选择哪一种表达形式，应灵活选取，需注意的是：选①时，必须规定零势能面，其亿库教育网
亿库教育网 他两式，没必要选取，但必须分清能量的减少量和增加量
5. 判断机械能是否守恒的方法：
第 1 页 共 15 页 吉林省高考物理一轮专题： 第24讲 实验：验证机械能守恒定律（I）卷
姓名:________ 班级:________ 成绩:________
一、
填空题 (共4题；共20分)
1.
（7分） (2016高三上·江西期中) 在“验证机械能守恒定律”的实验中：
①某同学用图甲所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带，A、B、C、D、E为连续的四个点，交流电的频率为50Hz，测出点A、C间的距离为14.77cm，点C、E间的距离为16.33cm，已知当地重力加速度为9.8m/s2 ， 重锤的质量为m=1.0kg，则重锤在下落过程中受到的平均阻力大小Ff=________．
②某同学上交的实验报告显示重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能，则出现这一问题的原因可能是________（填序号）．
A．重锤下落时受到的阻力过大 B．在计算中误将g取10m/s2
C．重锤的质量测量错误 D．交流电源的频率不等于50HZ ．
2. （4分） (2017高一下·陆川期末) 实验中得到的一条点迹清晰的纸带如图乙所示，若把第一个点记作O，另选连续的三个点A、B、C作为测量点，经测量A、B、C各点到O点的距离分别为70.18cm、77.76cm、85.76cm．根据以上数据，可知重物由O点运动到B点，重力势能的减少量为________ J，动能的增加量等于________ J．所有重物的质量为1.00kg（g=10m/s2 ， 计算结果保留三位有效数字）
3. （5分） (2016高一上·同安期中) 用如图1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，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即验证机械能守恒定律．
第 2 页 共 15 页 ①下面列举了该实验的几个操作步骤：
1 实验：验证机械能守恒定律（创新）
【人教版】
【题型1 器材创新】 ...................................................................................................................................................
【题型2 目的创新】 ...................................................................................................................................................
【题型3 原理创新】 ...................................................................................................................................................
【题型4 过程创新】 ...................................................................................................................................................
【题型1 器材创新】
【例1】为了验证小球在竖直平面内摆动过程的机械能是否守恒，利用如图(a)装置，不可伸长的轻绳一端系住一小球，另一端连接力传感器，小球质量为m，球心到悬挂点的距离为L，小球释放的位置到最低点的高度差为h，实验记录轻绳拉力大小随时间的变化如图(b)，其中Fm是实验中测得的最大拉力值，重力加速度为g，请回答以下问题：
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1 / 12 高一物理必修2验证机械能守恒定律
一、教材概述
本实验属验证型学生实验，实验目的是验证机械能守恒定律．
用研究物体自由下落的运动来验证机械能守恒定律的原理是：忽略空气阻力，自由下落的物体在运动过程中机械能守恒．即重力势能的减少等于动能的增加，设物体的质量为m，测出下落距离为h时的速度为v，那么在误差允许X围内，由计算得出221mvmgh，机械能守恒定律即被验证．
根据本实验的测算要求，实验中所需实验器材有：铁架台、铁夹、打点计时器、学生用低电源、纸带、重物、米尺、导线假设干．
本实验的实验目的就是通过使用打点计时器测算瞬时速度来验证机械能守恒定律．本实验是让重物固定在纸带上，让纸带穿过打点计时器．使重物在靠近计时器的地方从静止开始自由下落，计时器在纸带上打下一系列小点．从纸带上可分析出重物下落距离分别为h1、h2、h3、……时的速度v1、v2、v3、……，假设在实验允许误差X围内有，21121mvmgh，22221mvmgh，23321mvmgh，……，机械能守恒定律就被验证了．
由于重物和纸带在下落过程中要克服阻力(主要是打点纸带所受到的阻力)做功，所以势能的减小量pE稍大于动能的增加量kE．
二、方法指导
1．实验设备的安装
图7-10-1 word
2 / 12 做好本实验的关健是尽量减小重物下落时纸带所受到的阻力，所以选择好实验设备和安装方式是减小阻力的有效方法．电火花计时器比电磁打点时器对纸带的阻力小，用图7-10-2中的安装方式比用图7-10-1的安装稳定，纸带运动中的阻力也小．
2．实验操作的步骤
(1) 安装时为使纸带受到的阻力尽可能小，打点计时器要安装的稳定，并且打点计时器平面在垂直方向．如图7-10-2所示，可以让打点计时器紧靠铁架台或桌面．
(2) 选择质量好的纸带，穿过打点计时器的两个限位孔，再把系有重物的夹子夹上．先把纸带提到图示位置，先接通电源，再放开纸带，让重物牵引着纸带自由下落，即可在纸带上打出点迹．
