動能定理實驗

1、高三物理 學(xué)案 編制 李彬 審核 高三二部物理老師實 驗 五探 究 動 能 定 理一、實驗?zāi)康?探究外力對物體做功與物體速度變化的關(guān)系。2通過實驗數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出做功與物體速度平方的正比關(guān)系。二、實驗器材小車(前面帶小鉤)、100200 g砝碼、長木板及兩側(cè)適當(dāng)?shù)膶ΨQ位置釘兩個鐵釘、打點計時器及紙帶、學(xué)生電源及導(dǎo)線(若使用電火花計時器不用學(xué)生電源)、56條等長的橡皮筋、刻度尺。突破點(一)實驗原理與操作典例1某實驗小組用如“實驗圖示記心中”所示裝置“探究功與物體速度變化的關(guān)系”。(1)為平衡小車運動過程中受到的阻力，應(yīng)該采用下面所述方法中的_(填入選項前的字母代號)。A逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，

2、讓小車能夠自由下滑B逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，讓小車在橡皮筋作用下開始運動C逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，給小車一初速度，讓其拖著紙帶勻速下滑D逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，讓拖著紙帶的小車自由下滑(2)如圖所示是該實驗小組在實驗過程中打出的一條紙帶，已知打點計時器連接的電源的頻率為50 Hz，則橡皮筋恢復(fù)原長時小車的速度為_ m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。 由題引知·要點謹(jǐn)記1.實驗原理的理解對應(yīng)第(1)題(1)為使橡皮筋的拉力所做的功為合外力對小車所做的功，必須平衡小車的摩擦力。(2)利用小車拖著紙帶，小車勻速運動則摩擦力才算被平衡，此操作一是可通過紙帶觀察小車是否勻速，二是可同時平衡紙帶運

3、動所受的阻力。2.利用紙帶確定小車的末速度對應(yīng)第(2)題(1)橡皮筋恢復(fù)原長時小車已勻速，故應(yīng)利用紙帶上間距相等的部分計算小車速度。(2)利用v計算小車的速度，為減小測量誤差，所選的范圍應(yīng)盡量長些，如本題可選BE段。(3)注意刻度尺的精度、估讀及單位，注意對結(jié)果有效數(shù)字的要求。 集訓(xùn)沖關(guān)1(2017·湖南四校聯(lián)考)某實驗小組要探究力對物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，選取的實驗裝置如“實驗圖示記心中”所示。(1)實驗時，在未連接橡皮筋時將木板的左端用小木塊墊起，使木板傾斜合適的角度，打開打點計時器，輕推小車，最終得到如圖甲所示的紙帶，這樣做的目的是_。(2)在正確操作的情況下，打在紙

4、帶上的點并不都是均勻分布的，為了計算小車獲得的速度，應(yīng)選用圖乙紙帶的_(填“AF”或“FI”)部分。(3)小車在一條橡皮筋的作用下由某位置靜止彈出，沿木板滑行，當(dāng)小車的速度最大時，橡皮筋對小車做的功為W。再用完全相同的2條、3條、n條橡皮筋作用于小車上，每次在_(填“相同”或“不相同”)的位置由靜止釋放小車，使橡皮筋對小車做的功分別為2W、3W、nW。(4)分析打點計時器打出的紙帶，分別求出小車每次獲得的最大速度v1、v2、v3、vn，作出W­v圖像。則下列符合實際的圖像是_(填字母序號)。2(2014·天津高考)某同學(xué)把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，將細(xì)繩一端拴在小車上

5、，另一端繞過定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引下運動，以此定量探究繩拉力做功與小車動能變化的關(guān)系。此外還準(zhǔn)備了打點計時器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊等。組裝的實驗裝置如圖所示。(1)若要完成該實驗，必需的實驗器材還有哪些_。(2)實驗開始時，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與木板平行。他這樣做的目的是下列的哪個_(填字母代號)。A避免小車在運動過程中發(fā)生抖動B可使打點計時器在紙帶上打出的點跡清晰C可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運動D可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車受的合力(3)平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個鉤碼牽引小車時，發(fā)現(xiàn)小車運動過快，致使打出的紙帶上點數(shù)較少

6、，難以選到合適的點計算小車速度。在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請你利用本實驗的器材提出一個解決方法：_。(4)他將鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次實驗發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動能增量大一些。這一情況可能是下列哪些原因造成的_(填字母代號)。A在接通電源的同時釋放了小車B小車釋放時離打點計時器太近C阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉D鉤碼做勻加速運動，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力突破點(二)數(shù)據(jù)處理與誤差分析典例2如“實驗圖示記心中”所示裝置，是某研究性學(xué)習(xí)小組做探究“橡皮筋做功和物體速度變化的關(guān)系”的實驗，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形。橡皮筋對小車做的功記為W。

7、當(dāng)把2條、3條、n條完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、n次實驗時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放。小車每次實驗中獲得的速度由打點計時器所打出點的紙帶測出。(1)除了圖中已給出的實驗器材外，還需要的器材有_；(2)平衡摩擦后，每次實驗得到的紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的_部分進(jìn)行測量；(3)下面是本實驗的數(shù)據(jù)記錄表，請將第2次、第3次、n次實驗中橡皮筋做的功填寫在對應(yīng)的位置，并計算vn及vn2，填入下表：橡皮筋做的功10個間距的距離x(m)10個間距的時間T(s)小車獲得的速度vn(m/s)小車速度的平方vn2(m2/s2)第1次W0.2000.2第2次

8、0.2800.2第3次0.3000.2第4次0.4000.2第5次0.4500.2(4)從理論上講，橡皮筋做的功Wn和物體速度vn變化的關(guān)系應(yīng)是Wn_，請你根據(jù)表中測定的數(shù)據(jù)在如圖所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)的圖像驗證理論的正確性。功vnvn2第1次W1.01.00第2次2W1.401.96第3次3W1.502.25第4次4W2.004.00第5次5W2.255.06由題引知·要點謹(jǐn)記1.實驗器材的選用對應(yīng)第(1)題應(yīng)用電磁打點計時器打紙帶的實驗時，與打點計時器相關(guān)的器材，如：學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶必須有，處理紙帶時，為測量計時點間距，還應(yīng)有刻度尺。2.數(shù)據(jù)處理的方法對應(yīng)第(2)(3

9、)題(1)紙帶上點間距相等部分對應(yīng)橡皮筋松弛后小車獲得的末速度。(2)因完全相同的橡皮筋，拉伸相同的長度，故橡皮筋對小車做的總功與橡皮筋條數(shù)成正比。3.利用圖像探究物理量間的關(guān)系對應(yīng)第(4)題(1)利用圖像探究物理量間的關(guān)系時，首先確定橫、縱坐標(biāo)軸對應(yīng)的物理量及單位。(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)確定橫、縱坐標(biāo)軸的標(biāo)度。(3)認(rèn)真描繪各坐標(biāo)點。(4)連線時要注意連線原則，偏離直線較遠(yuǎn)的點要舍去。 集訓(xùn)沖關(guān)3.“在探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”實驗中(裝置如圖甲)：(1)下列說法哪一項是正確的_。(填選項前字母)A平衡摩擦力時必須將鉤碼通過細(xì)線掛在小車上B為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車質(zhì)量C實驗時，

10、應(yīng)使小車靠近打點計時器由靜止釋放(2)圖乙是實驗中獲得的一條紙帶的一部分，選取O、A、B、C計數(shù)點，已知打點計時器使用的交流電頻率為50 Hz，則打B點時小車的瞬時速度大小為_m/s(保留三位有效數(shù)字)。4(2017·湖州模擬)某同學(xué)利用圖甲探究力對物體做的功與物體速度的關(guān)系，得到了如下表的數(shù)據(jù)：實驗次數(shù)12345橡皮筋條數(shù)13457小車速度v/(m·s1)0.711.231.421.581.87(注：每條橡皮筋拉長的長度都一樣)(1)設(shè)一條橡皮筋拉長到固定長度所做的功為W0，在圖乙中大致畫出橡皮筋所做的功W與小車速度v關(guān)系的圖像。(2)由圖像大致可判斷出W與v的關(guān)系可能是

11、_。5(2017·深圳模擬)某同學(xué)用如圖甲所示裝置來探究“動能定理”，得到一條如圖乙所示的紙帶，O點為第一個點，并在紙帶清晰段依次標(biāo)記了A、B、C三個點，用毫米刻度尺測得各點到O點的距離如圖，重物質(zhì)量m1.00 kg。(1)電火花打點計時器應(yīng)選擇以下哪種電源_。A46 V、50 Hz交流電源B220 V、50 Hz交流電源(2)從O點到B點，重物的重力做功W重_J，動能的增加量Ek_J。(g取10 m/s2，以上計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)突破點(三)實驗的改進(jìn)與創(chuàng)新典例3某學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的裝置驗證動能定理。(1)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，安裝好實驗器材，從圖中讀出兩光電門中心之間的

12、距離x_cm；(2)測量擋光條的寬度d，記錄擋光條通過光電門1和2所用的時間t1和t2，并從拉力傳感器中讀出滑塊受到的拉力F，為了完成實驗，還需要直接測量的一個物理量是_；(3)該實驗是否需要滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量？_(填“是”或“否”)。 由題引知·要點謹(jǐn)記1.實驗器材的創(chuàng)新對應(yīng)題干部分(1)利用氣墊導(dǎo)軌替代長木板，實驗中不必再平衡滑塊的摩擦力。(2)利用光電門測量滑塊運動的速度更準(zhǔn)確。(3)利用力傳感器測量細(xì)繩的拉力更方便。2.實驗原理的創(chuàng)新對應(yīng)第(2)、(3)題(1)實驗研究滑塊通過兩光電門之間的過程中合外力做功與動能改變量的關(guān)系，研究對

13、象為滑塊、擋光條和拉力傳感器整體。(2)因用拉力傳感器直接測細(xì)繩拉力大小，故不必滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量。 集訓(xùn)沖關(guān)6(2017·邵陽月考)氣墊導(dǎo)軌工作時，空氣從導(dǎo)軌表面的小孔噴出，在導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導(dǎo)軌表面直接接觸，故滑塊運動時受到的阻力大大減小，可以忽略不計。為了探究做功與物體動能之間的關(guān)系，在氣墊導(dǎo)軌上放置一帶有遮光片的滑塊，滑塊的一端與輕彈簧相接，彈簧另一端固定在氣墊導(dǎo)軌的一端，將一光電門P固定在氣墊導(dǎo)軌底座上適當(dāng)位置(如圖1)，使彈簧處于自然狀態(tài)時，滑塊上的遮光片剛好位于光電門的擋光位置，與光電門

14、相連的光電計時器可記錄遮光片通過光電門時的擋光時間。實驗步驟如下：用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d；在氣墊導(dǎo)軌上適當(dāng)位置標(biāo)記一點A(圖中未標(biāo)出，AP間距離遠(yuǎn)大于d)，將滑塊從A點由靜止釋放。由光電計時器讀出滑塊第一次通過光電門時遮光片的擋光時間t；利用所測數(shù)據(jù)求出滑塊第一次通過光電門時的速度v；更換勁度系數(shù)不同而自然長度相同的彈簧重復(fù)實驗步驟，記錄彈簧勁度系數(shù)及相應(yīng)的速度v，如下表所示：彈簧勁度系數(shù)k2k3k4k5k6kv(m/s)0.711.001.221.411.581.73v2(m2/s2)0.501.001.491.992.502.99v3(m3/s3)0.361.001.822.803.

15、945.18(1)測量遮光片的寬度時游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖2所示，讀數(shù)為d_ m；(2)用測量的物理量表示遮光片通過光電門時滑塊的速度的表達(dá)式v_；(3)已知滑塊從A點運動到光電門P處的過程中，彈簧對滑塊做的功與彈簧的勁度系數(shù)成正比，根據(jù)表中記錄的數(shù)據(jù)，可得出合力對滑塊做的功W與滑塊通過光電門時的速度v的關(guān)系是_。7某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置驗證動能定理。固定并調(diào)整斜槽，使它的末端O點的切線水平，在水平地面上依次鋪放好木板、白紙、復(fù)寫紙。將小球從不同的標(biāo)記點由靜止釋放，記錄小球到達(dá)斜槽底端時下落的高度H，并根據(jù)落點位置測量出小球平拋的水平位移x。改變小球在斜槽上的釋放位置，進(jìn)行多次測量，記錄數(shù)據(jù)如下

16、：高度H(h為單位長度)h2h3h4h5h6h7h8h9h水平位移x(cm)5.59.111.714.215.917.619.020.621.7(1)斜槽傾角為，小球與斜槽之間的動摩擦因數(shù)為，斜槽底端離地的高度為y，不計小球與水平槽之間的摩擦，小球從斜槽上滑下的過程中，動能定理若成立應(yīng)滿足的關(guān)系式是_。(2)以H為橫坐標(biāo)，以_為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描點作圖，如圖乙所示。(3)由第(1)(2)問，可以得出結(jié)論_。8(2017·廣州模擬)用如圖甲所示的實驗裝置完成“探究動能定理”實驗。請補充完整下列實驗步驟的相關(guān)內(nèi)容：(1)用天平測量小車和遮光片的總質(zhì)量M、砝碼盤的質(zhì)量m0；用游標(biāo)卡尺測量

17、遮光片的寬度d，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為_cm；按圖甲所示安裝好實驗裝置，用米尺測量兩光電門之間的距離s；(2)在砝碼盤中放入適量砝碼；適當(dāng)調(diào)節(jié)長木板的傾角，直到輕推小車，遮光片先后經(jīng)過光電門A和光電門B的時間相等；(3)取下細(xì)線和砝碼盤，記下_(填寫相應(yīng)物理量及其符號)；(4)讓小車從靠近滑輪處由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計時器分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間tA和tB；(5)步驟(4)中，小車從光電門A下滑至光電門B過程合外力做的總功W合_，小車動能變化量Ek_(用上述步驟中的物理量表示，重力加速度為g)，比較W合和Ek的值，找出兩者之間的關(guān)系；(6)重新掛上細(xì)線和砝碼盤

18、，改變砝碼盤中砝碼質(zhì)量，重復(fù)(2)(5)步驟。(7)本實驗中，以下操作或要求是為了減小實驗誤差的是_。A盡量減小兩光電門間的距離sB調(diào)整滑輪，使細(xì)線與長木板平行C砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量實 驗 六驗證機械能守恒定律一、實驗?zāi)康尿炞C機械能守恒定律。二、實驗器材鐵架臺(含鐵夾)、打點計時器、學(xué)生電源(交流46 V)、紙帶(數(shù)條)、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、毫米刻度尺、重物(帶紙帶夾)。突破點(一)實驗原理與操作典例1在利用自由落體運動驗證機械能守恒定律的實驗中，電源的頻率為50 Hz，依次打出的點為0,1,2,3,4，n。則：圖實­6­1(1)如用第2點到第6點之間的紙帶來驗證

19、，必須直接測量的物理量為_、_、_，必須計算出的物理量為_、_，驗證的表達(dá)式為_。(2)下列實驗步驟操作合理的排列順序是_(填寫步驟前面的字母)。A將打點計時器豎直安裝在鐵架臺上B接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落C取下紙帶，更換新紙帶(或?qū)⒓垘Х瓊€面)重新做實驗D將重物固定在紙帶的一端，讓紙帶穿過打點計時器，用手提著紙帶E選擇一條紙帶，用刻度尺測出物體下落的高度h1，h2，h3，hn，計算出對應(yīng)的瞬時速度v1，v2，v3，vnF分別算出mvn2和mghn，在實驗誤差允許的范圍內(nèi)看是否相等 由題引知·要點謹(jǐn)記1.實驗原理的理解對應(yīng)第(1)題1.兩種驗證方法,(1)利用起始點和第n點

20、計算。代入ghn和vn2，如果在實驗誤差允許的條件下，ghnvn2，則能驗證機械能守恒定律。(2)任取兩點計算任取兩點A、B，測出hAB，算出ghAB。算出vB2vA2的值。在實驗誤差允許的條件下，如果ghABvB2vA2，則能驗證機械能守恒定律。2.不需要測量物體質(zhì)量m。 集訓(xùn)沖關(guān)1.(2017·漳州檢測)用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓有6 V的交流電和直流電兩種。重物從高處由靜止開始下落，重物拖著紙帶通過打點計時器打出一系列的點，對紙帶上的點進(jìn)行測量，即可驗證機械能守恒定律。(1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：A按照圖示的裝置安裝器件

21、；B將打點計時器接到電源的直流輸出端上；C用天平測出重物的質(zhì)量；D釋放紙帶，同時接通電源開關(guān)打出一條紙帶；E測量打出的紙帶上某些點之間的距離；F根據(jù)測量的結(jié)果計算重物下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能。其中沒有必要進(jìn)行或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是_。(將其選項對應(yīng)的字母填在橫線處)(2)在驗證機械能守恒定律的實驗中，若以v2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出v2­h的圖像應(yīng)是_才能驗證機械能守恒定律。v2­h圖像的斜率等于_的數(shù)值。2. (2016·北京高考)利用如圖甲裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。甲(1)為驗證機械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩

22、點間的_。A動能變化量與勢能變化量B速度變化量和勢能變化量C速度變化量和高度變化量(2)除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點計時器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是_。A交流電源B刻度尺C天平(含砝碼)(3)實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點計時器打點的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能變化量Ep_，動能變化量Ek_。乙(4)大多數(shù)學(xué)生的實驗結(jié)果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是_。

23、A利用公式vgt計算重物速度B利用公式v 計算重物速度C存在空氣阻力和摩擦阻力的影響D沒有采用多次實驗取平均值的方法(5)某同學(xué)想用下述方法研究機械能是否守恒：在紙帶上選取多個計數(shù)點，測量它們到起始點O的距離h，計算對應(yīng)計數(shù)點的重物速度v，描繪v2­h圖像，并做如下判斷：若圖像是一條過原點的直線，則重物下落過程中機械能守恒。請你分析論證該同學(xué)的判斷依據(jù)是否正確。突破點(二)數(shù)據(jù)處理與誤差分析典例2用如圖甲實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒。m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點進(jìn)行測量，即可驗證機械能守恒定律。圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶：

24、0是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打下的點(圖中未標(biāo)出)，計數(shù)點間的距離如圖所示。已知m150 g、m2150 g，則(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度v_ m/s。(2)在計數(shù)點05過程中系統(tǒng)動能的增量Ek_ J。為了簡化計算，設(shè)g9.8 m/s2，則系統(tǒng)勢能的減少量Ep_ J。(3)實驗結(jié)果顯示EpEk，那么造成這一現(xiàn)象的主要原因是_。(4)在本實驗中，若某同學(xué)作出了v2­h圖像，如圖丙，h為從起點量起的長度，則據(jù)此得到當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭_ m/s2。 由題引知·要點謹(jǐn)記3考查實驗誤差分析對應(yīng)第(3)題因空氣阻力、紙帶與限位孔間的阻

25、力、滑輪軸間阻力做負(fù)功，使系統(tǒng)重力勢能的減少量大于系統(tǒng)動能的增加量。集訓(xùn)沖關(guān)3.(2016·四川高考)用如圖所示的裝置測量彈簧的彈性勢能。將彈簧放置在水平氣墊導(dǎo)軌上，左端固定，右端在O點；在O點右側(cè)的B、C位置各安裝一個光電門，計時器(圖中未畫出)與兩個光電門相連。先用米尺測得B、C兩點間距離s，再用帶有遮光片的滑塊壓縮彈簧到某位置A，靜止釋放，計時器顯示遮光片從B到C所用的時間t，用米尺測量A、O之間的距離x。(1)計算滑塊離開彈簧時速度大小的表達(dá)式是_。(2)為求出彈簧的彈性勢能，還需要測量_。A彈簧原長B當(dāng)?shù)刂亓铀俣菴滑塊(含遮光片)的質(zhì)量(3)增大A、O之間的距離x，計時器

26、顯示時間t將_。A增大B減小C不變4(2017·淮安月考)用自由落體驗證機械能守恒定律，器材安裝如圖甲。(1)請指出圖甲中的錯誤及不妥之處(至少寫出兩處)：_；_。(2)改進(jìn)實驗中錯誤及不妥之處后，打出如圖乙所示一條紙帶。已知打點計時器頻率為50 Hz，根據(jù)紙帶所給數(shù)據(jù)，打C點時重物的速度為_m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(3)某同學(xué)選用兩個形狀相同質(zhì)量不同的重物a和b進(jìn)行實驗測得幾組數(shù)據(jù)，畫出­h的圖像如圖丙所示，求出圖線的斜率k，由圖像可知a的質(zhì)量m1_b的質(zhì)量m2(選填“大于”或“小于”)。(4)通過分析發(fā)現(xiàn)造成k2值偏小的原因是實驗過程中存在各種阻力，已知實驗所用

27、重物的質(zhì)量m20.052 kg，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭9.78 m/s2，求出重物所受的平均阻力Ff_N。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。5(2016·全國乙卷)某同學(xué)用圖(a)所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，其中打點計時器的電源為交流電源，可以使用的頻率有20 Hz、30 Hz和40 Hz。打出紙帶的一部分如圖(b)所示。該同學(xué)在實驗中沒有記錄交流電的頻率f，需要用實驗數(shù)據(jù)和其他題給條件進(jìn)行推算。(1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用f和圖(b)中給出的物理量可以寫出：在打點計時器打出B點時，重物下落的速度大小為_，打出C點時重物下落的速度大小為_，重物下落的加速度大小為_。(2)已

28、測得s18.89 cm，s29.50 cm，s310.10 cm；當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?.80 m/s2，實驗中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%。由此推算出f為_ Hz。突破點(三)實驗的改進(jìn)與創(chuàng)新典例3(2016·江蘇高考)某同學(xué)用如圖所示的裝置驗證機械能守恒定律。一根細(xì)線系住鋼球，懸掛在鐵架臺上，鋼球靜止于A點。光電門固定在A的正下方，在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條。將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經(jīng)過光電門的擋光時間t可由計時器測出，取v作為鋼球經(jīng)過A點時的速度。記錄鋼球每次下落的高度h和計時器示數(shù)t，計算并比較鋼球在釋放點和A點之間的勢能變化大小Ep與動能

29、變化大小Ek，就能驗證機械能是否守恒。(1)用Epmgh計算鋼球重力勢能變化的大小，式中鋼球下落高度h應(yīng)測量釋放時的鋼球球心到_之間的豎直距離。A鋼球在A點時的頂端B鋼球在A點時的球心C鋼球在A點時的底端(2)用Ekmv2計算鋼球動能變化的大小。用刻度尺測量遮光條寬度，示數(shù)如圖所示，其讀數(shù)為_cm。某次測量中，計時器的示數(shù)為0.010 0 s。則鋼球的速度為v_m/s。(3)下表為該同學(xué)的實驗結(jié)果：Ep(×102 J)4.8929.78614.6919.5929.38Ek(×102 J)5.0410.115.120.029.8他發(fā)現(xiàn)表中的Ep與Ek之間存在差異，認(rèn)為這是由于

30、空氣阻力造成的。你是否同意他的觀點？請說明理由。(4)請你提出一條減小上述差異的改進(jìn)建議。由題引知·要點謹(jǐn)記1實驗器材的創(chuàng)新對應(yīng)題干部分(1)利用細(xì)線系住鋼球來驗證機械能守恒定律。(2)利用光電門測鋼球經(jīng)過光電門的速度。2實驗原理的創(chuàng)新對應(yīng)第(1)、(2)題(1)小球重力勢能的減少量等于小球下擺過程中動能的增加量。(2)mm刻度尺讀數(shù)時應(yīng)估讀到mm的十分位。3誤差分析與實驗改進(jìn)對應(yīng)第(3)題(1)因空氣阻力做負(fù)功，導(dǎo)致EkEp，本題中第(3)問出現(xiàn)EkEp，是鋼球的速度計算方法引起的。(2)改進(jìn)方案應(yīng)從修正鋼球速度大小的角度來設(shè)計。4本實驗還可以從以下兩個方面創(chuàng)新(1)利用氣墊導(dǎo)軌驗證。(2)利用牛頓管和頻閃照相進(jìn)行驗證。集訓(xùn)沖關(guān)6.某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機械能守恒定律，頻閃儀每隔0.05 s閃光一次，如圖所標(biāo)數(shù)據(jù)為實際距離，該同學(xué)通過計算得到不同時刻的速度如下表。(當(dāng)