高考物理一轮总复习精品课件 第5章 机械能 实验探究课7 验证机械能守恒定律 (2).ppt

答案(1)C(3)E9.70~9.78(4)ABD解析(1)用毫米刻度尺测量物体长度或下落高度时应该估读到毫米的下一位,即以厘米为单位时应读到小数点后两位,故C点对应的与O点距离h的记录是不合理的,应为12.40cm。(3)E点明显不在图线上,故可判断E点数据的测量误差较大;根据匀变速直线运动的公式v2=2gh可知v2-h图像的斜率为2g,由图像可得重力加速度,结果在9.70~9.78m/s2范围内都对。(4)本实验只要验证重物下落的加速度在误差允许的范围内等于当地的重力加速度即可说明重物下落过程满足机械能守恒定律,故该实验小组达到了实验目的,选项A正确;由于空气阻力和摩擦力的存在,测得的重力加速度必定小于当地的重力加速度,选项B正确;实验操作过程中应先闭合打点计时器开关再释放纸带,选项C错误;实验过程中阻力引起的误差不可避免,只能尽量减小,并且这样的误差是由于实验设计方案引起的,属于系统误差,选项D正确。对点演练1.(2023浙江绍兴模拟)利用如图甲所示的装置做验证机械能守恒定律的实验。(1)除铁架台(含铁夹)、带夹子的重物、天平(含砝码)、电磁打点计时器、纸带、刻度尺、导线及开关外,在下列器材中,还需要使用的器材是(选填字母)。?A.秒表 B.橡皮筋C.交流电源 D.弹簧测力计甲(2)图乙是一条纸带的一部分,已知交流电源频率为50Hz,重物的质量为300g,根据纸带可得打下P点时重物的动能为J(保留三位有效数字)。?(3)图丙中的横轴代表测量点到起点的高度差,纵轴代表重物的动能或重力做功,倾斜直线表示的是重力做功随高度差变化的图线,那么符合实际的动能随高度差变化的直线应该在(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)区域中。?丙答案(1)C(2)0.338(3)Ⅱ解析(1)打点计时器需要使用交流电源并且具有计时功能,所以不需要秒表,A错误,C正确;验证机械能守恒定律得,mgh=mv2,质量可以约去,所以不需要弹簧测力计,也不需要橡皮筋,B、D错误。(3)当没有空气阻力以及摩擦力时,机械能守恒,图线为图丙中直线,但是实验时因为空气阻力以及摩擦力做负功,导致下落相同高度时,动能增加量小于重力做的功,所以符合实际的动能随高度差变化的直线应该在Ⅱ区域中。考点二实验的改进与创新常见的创新角度1.实验原理的创新:由“落体法”验证自由落体运动中机械能守恒,创新为抛体运动或单摆运动中机械能守恒。2.测量速度的改进:由用纸带测量,创新为用频闪照片或光电门、传感器等测量。3.研究对象的改变:由验证单个物体机械能守恒变为验证系统机械能守恒。典例2.(2022湖南长郡中学模拟)阿特伍德机是著名的力学实验装置。绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重锤A和B,在B下面再挂重物C时,由于速度变化不太快,测量运动学物理量更加方便。(1)如图所示,在重锤A下方固定打点计时器,用纸带连接A,测量A的运动情况。下列操作过程正确的是(选填字母);?A.固定打点计时器时应将定位轴置于系重锤A的细线的正下方B.开始时纸带应竖直下垂并与系重锤A的细线在同一竖直线上C.应先松开重锤让A向上运动,然后接通打点计时器电源打点D.打点结束后先将纸带取下,再关闭打点计时器电源(2)某次实验结束后,打出的纸带如图所示,已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz,则重锤A拖动纸带打出H点时的瞬时速度为m/s(结果保留三位有效数字);?(3)如果本实验室电源频率不足50Hz,则瞬时速度的测量值(选填“增大”或“减小”);?(4)已知重锤A和B的质量均为m0,某小组在重锤下面挂质量为m的重物C由静止释放验证系统运动过程中的机械能守恒,某次实验中从纸带上测量A由静止上升h高度时对应计时点的速度为v,则验证系统机械能守恒定律的表达式是;?答案(1)B(2)1.13(3)增大解析(1)开始时纸带应竖直下垂并与系重锤A的细线在同一竖直线上,从而尽可能减小纸带运动过程中所受的摩擦阻力,所以打点计时器振针应置于系重锤A的细线的正下方,而定位轴的位置在复写纸中心,在振针旁边,所以定位轴不应在重锤A的细线的正下方,A错误,B正确;由于重锤A速度较快,且运动距离有限,打出的纸带长度也有限,为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点,实验时应先接通打点计时器电源,再释放重锤A,C错误;打点结束后应先关闭打点计时器电源,再取下纸带,D错误。(2)打H点时重锤A的瞬时速度等于打G、J两点间的平均速度,(3)如果本实验室电源频率不足50Hz,则计算瞬时速度时所代入的T值比实际值偏小,从而使瞬时速度的测量值增大。对点演练2.(2