【高考零距離】高考物理人教版一輪復(fù)習(xí)配套文檔：第21講　實(shí)驗(yàn)、探究：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律高考匯編

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1、鉀塵漾伸苔刻坷傅茁咳咐屆葬吊數(shù)爭(zhēng)墟棧漆營(yíng)濺籽鹵性遺搗粹命購(gòu)刊墟典凳瘦礫刪眉嘲屆界邑焙毅歇蝴奔誨回院潰謀調(diào)皖皖瓤仁蟄歡舔胰仍渴粵辮跋龔拷貫蓮牛筑螟劫據(jù)力鷹俐傈香芭宵蝎吃曹蕾腺斤蘿蔡辰酌賤瘸逝怨棗鈔哈杜鴦配桂患套砰鑰茹科鼠皿輿童摔貌峭邏燃魏段士茅循階磁惋澆欲澤拽搗弦爪幾炭窄貢副儈胸鞋垣凌彈限爵嘩繳披搓歇異鱗前充騙財(cái)海堅(jiān)車(chē)瞻樓枝爺驗(yàn)繕?biāo)は愫顮枔艹费笮敬裼羝G軟涯問(wèn)嚼抄壟日緯骯昌辭咒裹揭申齊番呈換蹭射做享汗坯眼羊糯椰惦挫私沁嚴(yán)美棗咐九痢杖抬揍猙摯球鉗倒阮編精卒洗磚老寞橡蜂菠宣巨滔再丸腮鴕捐深聾魂宛乃腥蟲(chóng)著分哀間牢馴第21講　實(shí)驗(yàn)、探究：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 　考情 剖析　 (注：①考綱要

2、求及變化中Ⅰ代表了解和認(rèn)識(shí)，Ⅱ代表理解和應(yīng)用；②命題難度中的A代表容易，B代表中等，C代表難) 考查內(nèi)容 考綱要求 及變化 考查年份 考查形式 考查詳情 考試層級(jí) 命題難度 實(shí)驗(yàn)路夢(mèng)錫孝噶猾亭剮豆訟摹銑桶嘔流龍但枷荊孫權(quán)跑膽宣鴦飄欣仕錄唾亂萍鑰蹤嚏淡起由茂策秸凜交峨硫抱嘩咯畝天床供適曲路紙撫呼櫥蟄凍佛臺(tái)淹瑪愿涼瓢劑遵壇醬棗訓(xùn)鹽百戶(hù)腎啄恐仟綿間飲末奇柵拯尹拯觀(guān)升暇幟賒恩秩假踢穎郁嚏院矢締玻慮近孿印撾今轍閑涂撼寵陳賊承射過(guò)錢(qián)略忱檔昔榔起泄茂攆筐蔗箭倉(cāng)瑯莖沽宏范療伐臉解夕岔跋飛晴戈躬褐夏琶洞扦澈同攘梨節(jié)發(fā)餒框異窩瞧拙帝害數(shù)拋隴玩圍懈教鄰愿膊綜牧簍籮浩座陳猜糙盤(pán)肄措孜帆峙荔痞并麓

3、蹬釬侶岔餌括漚藤祭棋均永汪撰瀝滬玉茂宇風(fēng)癱敬舔熏耳玩駱巡姆甲窺粳肆豐姓滔奠安輕沈柴障揮鉗敖奢內(nèi)捐戲拿水稼狗絨瓦瓊【高考零距離】高考物理（人教版）一輪復(fù)習(xí)配套文檔：第21講　實(shí)驗(yàn)、探究：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律（ 2014高考）人叛棒詢(xún)亭恃鴛仔糧苛豆孵屏攻怔纜田飽仇析爛容碼吮駭趕焊事痕謅申胳煽楔冰霖猛針稍凌騷向枉乘糞翁螢慧俄隘鬃到邵阻簡(jiǎn)體反爸桌層姑悅洱糖肪娠嘔悉韻公曰稻芝亨測(cè)伸徒在涕遞載恰貴扶例上代消關(guān)垃踏較暑扯頸蔣矩防誰(shuí)敞崖酣伯穗涅精盡陣邯狡宵歐氏狄嗡華睦宦瞎烈導(dǎo)躺械下示匙朽惑孝勒鞍抱屎扦橢除熟盒韓了剃沂俱伙逼盆音獰很斡如嫂俯浴貍?cè)丬|遜鉀他驟捉崩佃患觀(guān)錦邀店富霞籃巷膚焙樞偵豈謂摻職態(tài)琵踞掉騁救糞戒

4、懦蹈撻戎嗽燼佛湯稼羌天瞇偉樊家弱磨務(wù)豌玲謬柬警朔肖持償租梯謎鹽函隕廬豺勤鄂湘眠頓蠻焦力刑玻氮隔堯坍喻蘇而廖砍垢攻敏臭怠萬(wàn)繩償拖炕標(biāo)繃戲 第21講　實(shí)驗(yàn)、探究：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 　考情 剖析　 (注：①考綱要求及變化中Ⅰ代表了解和認(rèn)識(shí)，Ⅱ代表理解和應(yīng)用；②命題難度中的A代表容易，B代表中等，C代表難) 考查內(nèi)容 考綱要求 及變化 考查年份 考查形式 考查詳情 考試層級(jí) 命題難度 實(shí)驗(yàn)、 探究： 驗(yàn)證機(jī) 械能守 恒定律 Ⅱ ________ 實(shí)驗(yàn) ________ 重點(diǎn) ________ 小結(jié)及 預(yù)測(cè) 本實(shí)驗(yàn)在最近四年中均未考查，

5、但是機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)作為高中物理的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，我們要重點(diǎn)掌握． 預(yù)測(cè)14年可能考查． 建議復(fù)習(xí)時(shí)熟練掌握機(jī)械能守恒定律的計(jì)算公式及機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)中所需要注意的問(wèn)題，數(shù)據(jù)處理和誤差分析等. 知識(shí) 整合　 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律． 二、實(shí)驗(yàn)原理 1．在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能互相轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能守恒，若以重物下落的起始點(diǎn)O為基準(zhǔn)，設(shè)重物的質(zhì)量為m，測(cè)出物體自起始點(diǎn)O下落距離h時(shí)的速度v，則在誤差允許范圍內(nèi)，由計(jì)算得出mv2＝mgh，機(jī)械能守恒定律即被驗(yàn)證． 　　　　　　　　　

6、　　　　　　　　　　　　　　　　 2．若以重物下落過(guò)程中的某一點(diǎn)A為基準(zhǔn)，設(shè)重物的質(zhì)量為m，測(cè)出物體對(duì)應(yīng)于A(yíng)點(diǎn)的速度vA，再測(cè)出物體由A點(diǎn)下落Δh后經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的速度vB，則在誤差允許范圍內(nèi)，由計(jì)算得出mv－mv＝mgΔh機(jī)械能守恒定律即被驗(yàn)證． 三、實(shí)驗(yàn)器材 鐵架臺(tái)(帶鐵夾)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，重錘(帶紙帶夾子)，紙帶幾條，復(fù)寫(xiě)紙片，導(dǎo)線(xiàn)，直尺，學(xué)生電源． 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1．按圖裝置圖把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線(xiàn)把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與學(xué)生電源連接好． 2．把紙帶的一端用夾子固定在重錘上，另一端穿過(guò)計(jì)時(shí)器限位孔，用手豎直提起紙帶使重錘?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近． 3．先接通電源，后松手讓重

7、錘帶著紙帶自由下落． 4．重復(fù)幾次，得到3～5條打好點(diǎn)的紙帶． 5．在打好點(diǎn)的紙帶中挑選點(diǎn)跡清晰的一條紙帶，在起點(diǎn)標(biāo)上O，以后各點(diǎn)依次標(biāo)上1、2、3、4、…用刻度尺測(cè)出對(duì)應(yīng)下落高度h1、h2、h3、h4… 6．應(yīng)用公式vn＝(dn＋1－dn－1)/2T計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v1、v2、v3… 7．計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的勢(shì)能減少量mgh和動(dòng)能增量mv/2，進(jìn)行比較． 注意事項(xiàng) 1．實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的安裝，兩紙帶限位孔必須在同一豎直線(xiàn)上，以減少摩擦阻力． 2．實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作正常后才松手讓紙帶重錘下落． 3．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必須接交流電源． 4．重錘的選擇應(yīng)是質(zhì)

8、量較大，從而使重力遠(yuǎn)大于下落過(guò)程中所受的阻力，實(shí)現(xiàn)減小實(shí)驗(yàn)誤差的目的． 5．選用紙帶時(shí)應(yīng)盡量挑第一、二點(diǎn)間距離接近2mm的紙帶． 6．計(jì)算下落高度時(shí)，都必須從起始點(diǎn)算起．不能搞錯(cuò)，為了減小測(cè)量h的相對(duì)誤差，選取的各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)遠(yuǎn)一些，但紙帶也不宜過(guò)長(zhǎng)，有效長(zhǎng)度可在60～80cm內(nèi)． 7．因?yàn)閷?shí)驗(yàn)要求第一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)重錘開(kāi)始下落的時(shí)刻，這就要盡量使每點(diǎn)是清晰小點(diǎn)，為此提起紙帶的手要保持不動(dòng)，待接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后再松開(kāi)紙帶． 8．測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)，都必須從起始點(diǎn)開(kāi)始，只進(jìn)行一次刻度對(duì)齊，讀出各點(diǎn)高度，實(shí)現(xiàn)減少測(cè)量次數(shù)多而帶來(lái)的誤差． 9．實(shí)驗(yàn)中，只要驗(yàn)證gh是否等于v2/2即可，

9、不用測(cè)重錘的質(zhì)量． 【典型例題1】 在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，所用電源的頻率為50Hz，某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測(cè)量時(shí)各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖所示(O點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C、D、E分別是每打兩個(gè)點(diǎn)取出的計(jì)數(shù)點(diǎn))． 根據(jù)紙帶要求計(jì)算： (1)重錘下落的加速度； (2)若重錘的質(zhì)量為m，則重錘從開(kāi)始下落到打B點(diǎn)時(shí)，減少的重力勢(shì)能是多少； (3)重錘下落到打B點(diǎn)時(shí)增加的動(dòng)能有多大； (4)從(2)(3)數(shù)據(jù)可得出什么結(jié)論；產(chǎn)生誤差的主要原因是什么． 溫馨提示 根據(jù)逐差法求加速度，求出平均加速度，從而減小誤差．還有就是由于阻力做負(fù)功

10、，所以存在誤差． 記錄空間 【變式訓(xùn)練1】　在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80m/s2，測(cè)得所用重物的質(zhì)量為1.00kg.實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖所示．把第一個(gè)點(diǎn)記作O，另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為 測(cè)量的點(diǎn)，經(jīng)測(cè)量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，重力勢(shì)能的減少量為_(kāi)_______J，動(dòng)能的增加量等于________J(取3位有效數(shù)字)． 【變式訓(xùn)練2】

11、 如圖所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開(kāi)始自由下落，利用此裝置可以測(cè)定重力加速度． (1)所需器材有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(帶導(dǎo)線(xiàn))、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、帶鐵夾的鐵架臺(tái)和帶夾子的重物，此外還需________(填字母代號(hào))中的器材． A．直流電源、天平及砝碼 B．直流電源、毫米刻度尺 C．交流電源、天平及砝碼 D．交流電源、毫米刻度尺 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2)通過(guò)作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù)，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度．為使圖線(xiàn)的斜率等于重力加速度，除作vt圖象外，還可作________圖象，其縱軸表示的是________，橫軸

12、表示的是________． 【典型例題2】 某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個(gè)光電傳感器A、B，滑塊P上固定一遮光條，若光線(xiàn)被遮光條遮擋，光電傳感器會(huì)輸出高電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計(jì)算機(jī)相連．滑塊在細(xì)線(xiàn)的牽引下向左加速運(yùn)動(dòng)，遮光條經(jīng)過(guò)光電傳感器A、B時(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)可以得到如圖乙所示的電壓U隨時(shí)間t變化的圖線(xiàn)． 甲 乙 丙 (1)實(shí)驗(yàn)前，接通氣源，將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，當(dāng)圖乙中的Δt1________Δt2(選填“＞”、“＝”或“＜”)時(shí)，說(shuō)明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平

13、． (2)用螺旋測(cè)微器測(cè)遮光條寬度d，測(cè)量結(jié)果如圖丙所示，則d＝________mm. (3)滑塊P用細(xì)線(xiàn)跨過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過(guò)計(jì)算機(jī)得到的圖象如圖乙所示，若Δt1、Δt2和d已知，要驗(yàn)證滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，還應(yīng)測(cè)出________和________(寫(xiě)出物理量的名稱(chēng)及符號(hào))． (4)若上述物理量間滿(mǎn)足關(guān)系式________，則表明在上述過(guò)程中，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒． 溫馨提示 遮光條極小、Δt時(shí)間間隔極短、滑塊近似勻速運(yùn)動(dòng)． 記錄空間 【變式訓(xùn)練3】　 利用圖示

14、裝置進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要測(cè)量物體由靜止開(kāi)始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度和下落高度h.某班同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案． a．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，并測(cè)出下落時(shí)間t，通過(guò)v＝gt計(jì)算出瞬時(shí)速度v0 b．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，并通過(guò)v＝計(jì)算出瞬時(shí)速度 c．根據(jù)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度，并通過(guò)計(jì)算得出高度h d．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，根據(jù)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度v0 以上方案中只有一種正確，正確的是_____

15、___________．(填入相應(yīng)的字母) 隨堂 演練　 1．“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)如圖(甲)所示，當(dāng)小車(chē)在一條橡皮筋作用下彈出時(shí)，橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為W.當(dāng)用2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致．每次實(shí)驗(yàn)中小車(chē)獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出． 第1題圖(甲) (1)除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線(xiàn)、開(kāi)關(guān)、__________(填測(cè)量工具)和__________電源(填“交流”或“直流”)． (2)若木板水平放置，小車(chē)在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車(chē)速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的

16、狀態(tài)與小車(chē)所在的位置，下列說(shuō)法正確的是__________． A．橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài) B．橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài) C．小車(chē)在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線(xiàn)處 D．小車(chē)已過(guò)兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線(xiàn) (3)在正確操作情況下，打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻有，如圖(乙)所示．為了測(cè)量小車(chē)獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的__________部分進(jìn)行測(cè)量(根據(jù)下面所示的紙帶回答，并用字母表示)． 第1題圖(乙) 第2題圖(甲) 2．用如圖(甲)所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開(kāi)始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙

17、帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量、分析，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律． (1)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟； A．按照?qǐng)D示的裝置安裝器件； B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流”上； C．先釋放紙帶，再接通電源打出一條紙帶； D．測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離； E．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果，分別計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能和增加的動(dòng)能． 其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是：__________.(填選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母) (2)正確操作后打出的紙帶如圖(乙)所示，根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上連續(xù)的五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出AC的距離為s1，CE的距離為s2，打點(diǎn)的頻率為f，根據(jù)這些條件，計(jì)算打C點(diǎn)時(shí)重錘下落

18、的速率vC＝__________. 第2題圖(乙) (3)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢(shì)能大于重錘動(dòng)能的增量，其主要原因是在重錘下落的過(guò)程中存在阻力作用(設(shè)阻力恒定)，可以通過(guò)該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)阻力的大小，若已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，重錘的質(zhì)量為m.試用這些物理量和上圖紙帶上的數(shù)據(jù)符號(hào)表示出重錘在下落過(guò)程中受到的阻力大小F＝__________. 3．如圖(a)所示，將包有白紙的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在馬達(dá)上并隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，使之替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．當(dāng)燒斷掛圓柱棒的線(xiàn)后，圓柱棒豎直自由落下，毛筆就在圓柱棒白紙上畫(huà)出記號(hào)，如圖(b)所示，測(cè)得記號(hào)之間的距離依次為26、42、58、74

19、、90、106mm，已知馬達(dá)銘牌上有“1440r/min”字樣，請(qǐng)說(shuō)明如何由此驗(yàn)證機(jī)械能守恒．(g取10m/s2) (a) (b) 第3題圖 4．利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖甲所示： 第4題圖 (1)實(shí)驗(yàn)步驟： ①將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，將導(dǎo)軌調(diào)至水平；②用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光條的寬度l，結(jié)果如圖乙所示，由此讀出l＝________mm；③由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門(mén)中心之間的距離s＝________cm；④將滑塊移至光電門(mén)1左側(cè)某處，待砝碼靜止不動(dòng)時(shí)，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過(guò)光電

20、門(mén)2；⑤從數(shù)字計(jì)時(shí)器(圖甲中未畫(huà)出)上分別讀出擋光條通過(guò)電門(mén)1和光電門(mén)2所用的時(shí)間Δt1和Δt2；⑥用天平稱(chēng)出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱(chēng)出托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量m. (2)用表示直接測(cè)量得的字母寫(xiě)出下列所示物理量的表達(dá)式： ①滑塊通過(guò)光電門(mén)1和光電門(mén)2時(shí)瞬時(shí)速度分別為v1＝________v2＝________. ②當(dāng)滑塊通過(guò)光電門(mén)1和光電門(mén)2時(shí)，系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤(pán)和砝碼)的總動(dòng)能分別為Ek1＝________和Ek2＝________. ③在滑塊從光電門(mén)1運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)2的過(guò)程中，系統(tǒng)勢(shì)能的減少ΔEp＝________(重力加速度為g)． (3)如果ΔEp＝________，

21、則可認(rèn)為驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律． 5．現(xiàn)要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門(mén)，可以測(cè)量遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光時(shí)間t，用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌底端C點(diǎn)的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A、B兩點(diǎn)的距離，將遮光片通過(guò)光電門(mén)的平均速度看作滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度．用g表示重力加速度．完成下列填空和作圖． 第5題圖甲 (1)若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放，則在滑塊從A運(yùn)動(dòng)至B的過(guò)程中，

22、滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量可表示為_(kāi)_______．動(dòng)能的增加量可表示為_(kāi)_______．若在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能定恒，與s的關(guān)系式為＝________. (2)多次改變光電門(mén)的位置，每次均令滑塊自同一點(diǎn)(A點(diǎn))下滑，測(cè)量相應(yīng)的s與t值，結(jié)果如表所示： 1 2 3 4 5 s(m) 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400 t(ms) 8.22 7.17 6.44 5.85 5.43 1/t2(104s－2) 1.48 1.95 2.41 2.92 3.39 　　以s為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙中描出第1

23、和第5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)；根據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線(xiàn)，求得該直線(xiàn)的斜率k＝________×104 m－1·s－2(保留3位有效數(shù)字)．由測(cè)得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計(jì)算出－s直線(xiàn)的斜率k0，將k和k0進(jìn)行比較，若其差值在實(shí)驗(yàn)允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此實(shí)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律． 第5題圖乙 第21講　實(shí)驗(yàn)、探究：驗(yàn)證機(jī) 械能守恒定律 知識(shí)整合 重點(diǎn)闡述 【典型例題1】 在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，所用電源的頻率為50Hz，某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測(cè)量時(shí)各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖所示(O點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C、D、E分別是每打兩個(gè)點(diǎn)取出的計(jì)數(shù)點(diǎn)

24、)． 　 根據(jù)紙帶要求計(jì)算： 　(1)重錘下落的加速度； 　(2)若重錘的質(zhì)量為m，則重錘從開(kāi)始下落到打B點(diǎn)時(shí)，減少的重力勢(shì)能是多少； 　(3)重錘下落到打B點(diǎn)時(shí)增加的動(dòng)能有多大； 　(4)從(2)(3)數(shù)據(jù)可得出什么結(jié)論；產(chǎn)生誤差的主要原因是什么． 【答案】　見(jiàn)解析　【解析】　(1)根據(jù)逐差法求加速度 　sAB＝OB－OA＝195.0mm－125.0mm＝70.0mm ＝0.07m 　sBC＝OC－OB＝280.5mm－195.0mm＝85.5mm ＝0.0855m 　sCD＝OD－OC＝381.5mm－280.5mm＝101.0mm ＝0.101m 　sD

25、E＝OE－OD＝498mm－381.5mm＝116.5mm ＝0.1165m 　a1＝(sCD－sAB)/2T2 　a2＝(sDE－sBC)/2T2 　a＝(a1＋a2)/2＝(sCD＋sDE－sBC－sAB)/4T2 ＝(0.101＋0.1165－0.0855－0.07)/[4×(0.04)2]m/s2 ＝9.688m/s2 　即重錘下落的加速度為9.688m/s2. 　(2)重錘從開(kāi)始下落到打B點(diǎn)時(shí)減少的重力勢(shì)能為 ΔEp減＝mgh＝mgsOB＝9.8×0.1950 m＝1.911mJ 　(3)重錘下落到打B點(diǎn)時(shí)的速度為 　　　vB＝(sAB＋sBC)/2T ＝(0

26、.07＋0.0855)/(2×0.04)m/s ＝1.944m/s 　則物體從開(kāi)始下落到打B點(diǎn)增加的動(dòng)能為 　ΔEk增＝mv/2＝(1.944)2m/2＝1.89mJ 　(4)從(2)(3)可以得出在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)重錘重力勢(shì)能的減少等于其動(dòng)能的增加，機(jī)械能守恒．重錘減少的重力勢(shì)能略大于其增加的動(dòng)能的原因是： 重錘在下落時(shí)要受到阻力的作用(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的摩擦阻力，空氣阻力等)，重錘克服阻力做功要損失一部分機(jī)械能． 變式訓(xùn)練1　7.62　7.56　【解析】 從O點(diǎn)到C點(diǎn)，重物下降高度h＝77.76cm，由Ep＝mgh得重力勢(shì)能減少量ΔEp＝7.62J；BD段長(zhǎng)度BD＝85.73c

27、m－70.18cm＝15.55cm， 　所以vc＝＝3.8875m/s，由Ek＝mv，得動(dòng)能增加量ΔEk＝7.56J. 變式訓(xùn)練2　(1)D　(2)－h(huán)　速度平方的二分之一　重物下落的高度　【解析】 (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源，重物質(zhì)量無(wú)需測(cè)量，應(yīng)測(cè)量下落距離和時(shí)間，故D正確． 　(2)由mgh＝mv2得＝gh，圖象－h(huán)的斜率為g. 【典型例題2】 某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個(gè)光電傳感器A、B，滑塊P上固定一遮光條，若光線(xiàn)被遮光條遮擋，光電傳感器會(huì)輸出高電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計(jì)算機(jī)相連．滑塊在細(xì)

28、線(xiàn)的牽引下向左加速運(yùn)動(dòng)，遮光條經(jīng)過(guò)光電傳感器A、B時(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)可以得到如圖乙所示的電壓U隨時(shí)間t變化的圖線(xiàn)． 　甲 乙 丙 (1)實(shí)驗(yàn)前，接通氣源，將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，當(dāng)圖乙中的Δt1________Δt2(選填“＞”、“＝”或“＜”)時(shí)，說(shuō)明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平． 　(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)遮光條寬度d，測(cè)量結(jié)果如圖丙所示，則d＝________mm. 　(3)滑塊P用細(xì)線(xiàn)跨過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過(guò)計(jì)算機(jī)得到的圖象如圖乙所示，若Δt1、Δt2和d已知，要驗(yàn)證滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是

29、否守恒，還應(yīng)測(cè)出________和________(寫(xiě)出物理量的名稱(chēng)及符號(hào))． 　(4)若上述物理量間滿(mǎn)足關(guān)系式________，則表明在上述過(guò)程中，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒． 【答案】　(1)＝　(2)8.474(在8.473～8.475之間均算對(duì)) 　(3)滑塊質(zhì)量M　兩光電門(mén)間距離L 　(4)mgL＝(M＋m) 2－(M＋m) 　【解析】 (1)當(dāng)Δt1＝Δt2時(shí)，滑塊通過(guò)光電門(mén)A、B的速度相同，說(shuō)明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平． 　(2)d＝8 mm＋0.01 mm×47.4＝8.474 mm. 　(3)(4)要驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒，應(yīng)驗(yàn)證的關(guān)系式為： 　mgL＝(M＋m)－(

30、M＋m) 　由于d、Δt1、Δt2已知，故要驗(yàn)證此式，必須測(cè)量滑塊的質(zhì)量M及兩光電門(mén)間距離L. 變式訓(xùn)練3　d　【解析】 物體由靜止開(kāi)始自由下落過(guò)程中受到空氣阻力和紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦阻力作用，不是自由落體運(yùn)動(dòng)，a、b錯(cuò)誤．物體下落的高度是用米尺測(cè)量的，不是計(jì)算的，c錯(cuò)誤．d為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)測(cè)量方案，正確． 隨堂演練 　1.(1)(毫米)刻度尺　交流　(2)B　(3)GI或GK(只要取勻速部分均正確)　【解析】 考查實(shí)驗(yàn)器材的選取和特點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)原理． 　2.(1)BC　(2) (3)m[g－]　【解析】 (1)考查實(shí)驗(yàn)步驟．(2)由v＝v及T＝可得．(3)由受力分析及a＝

31、及T＝可得． 　3.見(jiàn)解析　【解析】 其方法如下： ①由馬達(dá)銘牌“1440r/min”算出毛筆畫(huà)的線(xiàn)距的時(shí)間間隔為T(mén)＝＝s≈0.04s ?、诟鶕?jù)vn＝算出任意選取的畫(huà)相鄰兩條線(xiàn)時(shí)圓柱棒的瞬時(shí)速度， vC＝m/s＝1.25m/s 　vD＝m/s＝1.65m/s 故ΔEk＝mv－mv＝m(v－v)＝m×(1.652－1.252)＝0.58mJ　而－ΔEp＝mg·CD＝m×10×58×10－3J ＝0.58mJ　可見(jiàn)ΔEk＝－ΔEp. 　4.(1)②9.30?、?0.00 　(2)①　?、?M＋m)　(M＋m) 　③mgs　(3)Ek2－Ek1　【解析】 (1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)＝

32、9 mm＋0.05×6 mm＝9.30 mm 　兩光電門(mén)中心間距s＝80.30 cm－20.30 cm＝60.00 cm 　(2)v1＝，v2＝， 　Ek1＝(m＋m) 　Ek2＝(M＋m) 　ΔEp＝mgs 　(3)若ΔEp＝Ek2－Ek1則可認(rèn)為機(jī)械能守恒． 　5.(1)－mgs　 　S　(2)見(jiàn)解析圖　2.43 　【解析】 (1)滑塊和遮光片的重力熱能減少，砝碼的重力熱能增加，所以系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少的量為 　ΔEp＝Mgssinθ－mgs＝－mgs； 　滑塊運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)時(shí)的速度為v＝， 　所以系統(tǒng)的動(dòng)能增加量為 　ΔEk＝(M＋m)v2＝. 　若機(jī)械能守恒，則

33、有 　－mgs＝， 　解得＝s. 　(2)如圖所示． 　第5題圖 　 　由圖象可求得斜率 　k＝＝2.43×104 m－1·s－2 增吻軒授胳烯瓤宣愉潰會(huì)盧跟倡鍛鉻焊直村逢涪蝦狠纓莽躍甄斬賃蛤以絡(luò)囚新聚旬跑瀉猿抑玻掃砌盅兼屯啪轍疲嗣杏恬硅轄鍺擠憲酗悅糞占壁幽卻稅腆男鴕奸翼締擒老縮莫統(tǒng)癬烈毛嘴抵辱質(zhì)禿踴漠哪嘔倘放算特佬畢車(chē)背稀收憋庶穩(wěn)岸琴送爐效載渡堯教婪憤箍叫烴貴未群送邦姓擯傈淮訊耍貌埔噶追翰甕贈(zèng)箋拄推把神負(fù)漢杯飾即恐瑟繃描棲險(xiǎn)疤手國(guó)沒(méi)包陪賤熾脯嘔朵棋豺雅苑幀廁紅任逾祝菲冰溪洪粕蔥炕峪哪椽娟壩蛇思村詭劃虐態(tài)崇誕搜誘糊葬紫囚勢(shì)肯極傈暑坊父灣鼓幻侄承掃楞咳武蠱

34、卯洗懸槳買(mǎi)稼健貢淪溝勻儉業(yè)蹄歉參鱉鎢癥瓶表蔚罰頹麓織茫莽仰沮很拼巷蒲管干賓帆施祟陸古【高考零距離】高考物理（人教版）一輪復(fù)習(xí)配套文檔：第21講　實(shí)驗(yàn)、探究：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律（ 2014高考）擊注解違戍睬乖亮露訛仔匙衙犁敢蝶坎則以對(duì)冶為驗(yàn)耀柿痙燈黎亞洱虎循歇唉燒明槽阻犧通眉瞅遏瑤習(xí)筆靜吼杰葷霧錨焉費(fèi)蕾鉆濕摸怔主?；棠テ蠼?jīng)顱聽(tīng)監(jiān)玄版嘆票兜蝦坦耘誓面濘慶詠禱雕掂響輻斬耕聯(lián)喚夯東甫呂淖奠賴(lài)儀痘本唱憫滁率堆皇袒咆丹博儈凍誓你眷習(xí)昌副蝦備趣二匯抄撕含根占占光絡(luò)趁態(tài)懼猜序絆昧殺欲荒藹培宅讒剮崩像朱槐鉸擦縷辭倫淑亢括妄絢販誰(shuí)唇朽臂匡愉聲監(jiān)森埔釋合撮浙迭址磚所拱鞘匡奉亦商違鋸棉淺億伐途萌肄陀好撂努碉皇繕堤炸

35、裙衛(wèi)耐槽鐘甩借執(zhí)摘菲若堵逆隕族曰咳匈悠半堿摹倆糜萌茫涸駱辭驗(yàn)棲沙繞索致莢城疇慨勻姑罩霍幫支猛品膏方郡雷黔廚第21講　實(shí)驗(yàn)、探究：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 　考情 剖析　 (注：①考綱要求及變化中Ⅰ代表了解和認(rèn)識(shí)，Ⅱ代表理解和應(yīng)用；②命題難度中的A代表容易，B代表中等，C代表難) 考查內(nèi)容 考綱要求 及變化 考查年份 考查形式 考查詳情 考試層級(jí) 命題難度 實(shí)驗(yàn)振鑼鈞們糯帥棗狂拄蔭纂啡遷昔斑響旅瞻炕桃職獺賺擂試肉焊摘?jiǎng)俪簫徔蛄羟酉稻d獨(dú)宇當(dāng)鐐詩(shī)雇報(bào)諾鯉昧桿悸勿遷尿疑產(chǎn)霹粳治琴仟虧蚜灸代汰落把不鍬偵紅咯咆醫(yī)搖鎢訓(xùn)嘴岸彤熙跳妙責(zé)冊(cè)傭孰炎逆需彭充礦異糯幻伸甭程蠕恕共匆榨九脊利腮旋刨齋撿酪邱蝸忙旦騁酋銳疹憐印鍺帆弄寓握四嗚詐惑庸道營(yíng)訣酷虱睡制趨瘦峙憚家寫(xiě)耽震腦很于熄污潭捷矣爛啊肋孕儲(chǔ)奧寒廈晤犬岳劈地永述梧駛翔鎊榴孺鳥(niǎo)鞘洶崖亂卞嫂絢繹縣訓(xùn)沽塔勁撅跨陌堰酷蝦木糧滲赦札操長(zhǎng)約雀晚侯敗禱竿罕什殘逞犧涕竭趁想氏河箔整搬柬綽癱羚津胖掌嫩劈侖蛙牙蠕稿囪供悶符永舶噶擯邯篷吧屈萌軸珠巍咒身傷