高考物理总复习 实验七　验证机械能守恒定律.pptVIP

实验七验证机械能守恒定律必备知识·自主排查关键能力·分层突破原理装置图考点一教材原型实验例1[2021·浙江6月，17]在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图1所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图2所示．O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点．(1)为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的理由是________________________________.(2)已知交流电频率为50Hz，重物质量为200g，当地重力加速度g＝9.80m/s2，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值|ΔEp|＝________J、C点的动能EkC＝________J(计算结果均保留3位有效数字)．比较EkC与|ΔEp|的大小，出现这一结果的原因可能是________．A．工作电压偏高B．存在空气阻力和摩擦力C．接通电源前释放了纸带阻力与重力之比更小(或其它合理解释)0.5470.588C【跟进训练】1.“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示．(1)甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点．从纸带上A点开始每隔一个点取一个计数点，取得两个计数点B和C.该同学用刻度尺测得OA＝9.62cm，OB＝15.89cm，OC＝23.64cm.已知打点计时器每0.02s打一个点，重物的质量为m＝1.00kg，取g＝9.80m/s2.在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量ΔEp＝________J，重物动能的增加量ΔEk＝________J．(结果保留3位有效数字)1.561.53先释放重物，再接通打点计时器的电源大于考点二拓展创新型实验例2[2021·河北卷，12]某同学利用图1中的实验装置探究机械能变化量与力做功的关系．所用器材有：一端带滑轮的长木板、轻细绳、50g的钩码若干、光电门2个、数字计时器、带遮光条的滑块(质量为200g，其上可放钩码)、刻度尺．当地重力加速度为9.80m/s2.实验操作步骤如下：①安装器材，调整两个光电门距离为50.00cm，轻细绳下端悬挂4个钩码，如图1所示；②接通电源，释放滑块，分别记录遮光条通过两个光电门的时间，并计算出滑块通过两个光电门的速度；③保持绳下端悬挂4个钩码不变，在滑块上依次增加一个钩码，记录滑块上所载钩码的质量，重复上述步骤；④完成5次测量后，计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量M、系统(包含滑块、滑块所载钩码和轻细绳悬挂钩码)总动能的增加量ΔEk及系统总机械能的减少量ΔE，结果如下表所示．M/kg0.2000.2500.3000.3500.400ΔEk/J0.5820.4900.3920.2940.195ΔE/J0.3980.490?0.6860.785回答下列问题：(1)实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为________J(保留3位有效数字)；(2)步骤④中的表格所缺数据为________；0.9800.588解析：(1)实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量ΔEp＝4mgL＝4×0.05kg×9.80m/s2×0.50m＝0.980J.(2)根据能量守恒定律得ΔE3＝ΔEp－ΔEk3＝0.980J－0.392J＝0.588J.(3)以M为横轴，ΔE为纵轴，选择合适的标度，在图2中绘出ΔE-M图像；若只考虑滑块与木板之间的摩擦力做功，则滑块与木板之间的动摩擦因数为________(保留2位有效数字)．答案：如图所示0.40【跟进训练】2.用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律，轻杆两端固定两个大小相等但质量不相等的小球P、Q，杆的正中央有一光滑的水平转轴O，使杆能在竖直面内自由转动．O点正下方有一光电门，小球通过轨迹最低点时，球心恰好通过光电门．已知重力加速度为g.(1)用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示，则小球的直径d＝________cm.(2)PQ从水平位置由静止释放，当小球P通过最低点时，与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为Δt，则小球P经过最低点时的速度v＝________(用物理量符号表示)．(3)小球P通过最低点时，测得两小球P、Q球心间距离为L，小球P的质量是2m，Q的质量为m，则PQ系统重力势能的减小量ΔEp＝_____，动能的增加量为ΔEk.若在误差允许范围内，总满足ΔEp________(选填“”“＝”或“”)ΔEk，则可证得系统机械能守恒．1.050＝3．[2021·山东卷，13]某乒乓球爱好者，利用手机