2017年高考物理一輪復(fù)習(xí)專題25驗證機械能守恒定律(講)(含解析)

1、專題25驗證機械能守恒定律(講)1 .從近幾年高考來看，關(guān)于功和功率的考查，多以選擇題的形式出現(xiàn)，有時與電流及電磁感 應(yīng)相結(jié)合命題.2 .功和能的關(guān)系一直是高考的“重中之重”，是高考的熱點和重點，涉及這部分內(nèi)容的考題不但題型全、分量重，而且還經(jīng)常有壓軸題，考查最多的是動能定理和機械能守恒定律，且 多數(shù)題目是與牛頓運動定律、平拋運動、圓周運動以及電磁學(xué)等知識相結(jié)合的綜合性試題.3 .動能定理及能量守恒定律仍將是高考考查的重點.高考題注重與生產(chǎn)、生活、科技相結(jié)合,將對相關(guān)知識的考查放在一些與實際問題相結(jié)合的情境中去，能力要求不會降低.，氨物網(wǎng)燃1 .掌握驗證機械能守恒定律的方法.2 .會用圖象法處

2、理實驗數(shù)據(jù)以達(dá)到驗證目的.彳愿魏壽勰嘲頌基本實驗要求1 .實驗?zāi)康尿炞C機械能守恒定律.2 .實驗原理通過實驗，求出做自由落體運動物體的重力勢能的減少量和相應(yīng)過程動能的增加量，若二者相等，說明機械能守恒，從而驗證機械能守恒定律.3 .實驗器材打點計時器、電源、紙帶、復(fù)寫紙、重物、刻度尺、鐵架臺(附鐵夾) 、導(dǎo)線兩根.4 .實驗步驟(1)根據(jù)實驗原理圖安裝儀器.(2)將紙帶固定在重物上，讓紙帶穿過打點計時器的限位孔.(3)用手提著紙帶，讓重物靠近打點計時器并處于靜止?fàn)顟B(tài)，然后接通電源，松開紙帶，讓重物自由落下，紙帶上打下一系列小點.(4)從幾條打下點的紙帶中挑選出點跡清晰的紙帶進(jìn)行測量，A R=

3、mV, A Ep= mgd, vn 2_ - 15 12T(5)計算對比 4日與4日.5.實驗結(jié)論 在誤差允許的范圍內(nèi)，自由落體運動過程機械能守恒.規(guī)律方法總結(jié)0點量起，一次將各打點對應(yīng)1 .誤差分析(1)測量誤差：減小測量誤差的方法，一是測下落距離時都從 卜落高度測量完，二是多測幾次取平均值. 12(2)系統(tǒng)誤差：由于重物和紙帶下落過程中要克服阻力做功，故動能的增加量A&=m必定稍小于重力勢能的減少量AEp=mgh,改進(jìn)辦法是調(diào)整器材的安裝，盡可能地減小阻力.2 .注意事項(1)打點計時器要豎直：安裝打點計時器時要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)， 以減少摩擦阻力.(2)重物應(yīng)選用質(zhì)量

4、大、體積小、密度大的材料.(3)應(yīng)先接通電源，讓打點計時器正常工作，后松開紙帶讓重物下落. d d(4)測長度，算速度：某時刻的瞬時速度的計算應(yīng)用Vn= n 2T ,不能用Vn= v 2gd或Vn=gt來計算.3 .驗證方案方案一:利用起點和第 n點：驗證ghn= v2.2方案二：任取較遠(yuǎn)兩點 A B：驗證ghAB= 1 vB1 vA.22典型案例利用圖實驗裝置探究重物下落過程中動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化問題.(1)實驗操作步驟如下，請將步驟B補充完整：A.按實驗要求安裝好實驗裝置；B.使重物靠近打點方t時器，接著先 ,后,打點計時器在紙帶上打下一系列 的點；(填“放開紙帶”或“接通電源”)C.下圖

5、為一條符合實驗要求的紙帶，O點為打點計時器打下的第一個點，O點與第2點的距離約為2mm分別測出若干連續(xù)點 A B C與O點之間的距離hA、hB、he.B C D E（2）驗證機械能是否守恒時，兩點間的時間間隔為 T,重力加速度為 g, | A國表示O點至C 點過程重物重力勢能減少量， A &表示O點至C點過程重物動能的增加量， 實驗中計算C點的 速度，甲同學(xué)用VC7gT來計算，可以推斷|石| AE （填“ ”或“=”或“”或“=”或“ 或=”或“ ”）。其中同學(xué)的計算方法更符合實驗要求。【答案】（1）接通電源，放開紙帶（2） 、=、乙【輯析】口）片滯瀛向第，疏打Kil時宮工除富需后，花酬亞帶.

6、心翱中tHtc點的速度，甲同學(xué)用晚=7套丁來葉JL認(rèn)為在置物用由解中，木薄度為季木茂速度. 我除病二在不黑過程口有鉗. K通度”守財泅變層，血曹犬*可口?（抵里小于乙同學(xué)用。=二島就.恒冊曲（郵艙班熱中降機柩度奸察謝，相否蟠, 安在下新打建申，不可游刖；在陽大，故我小的*71例湫T墻加解動能,丙,用-下益鋁 *輕用了配艮加速/酊捧認(rèn)為鼻自由毒體般力就帕植*可以提新g解千皿繪上屠城，【名師點睛】注意事項1 .打點計時器要豎直：安裝打點計時器時要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)以減少摩擦阻力.2 .重物密度要大：重物應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料.3 . 一先一后：應(yīng)先接通電源，讓打點計

7、時器正常工作，后松開紙帶讓重物下落.dn 1 dn 14 .測長度，算速度：某時刻的瞬時速度的計算應(yīng)用Vn=一2,不能用Vn=42gdn或Vn =gt來計算.鋼球自由下落過程中，先后通針對練習(xí)1某活動小組利用圖示裝置驗證機械能守恒定律。過光電門1、2,計時裝置測出鋼球通過1、2的時間分別為tl、t2,用鋼球通過光電門的平均h ,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。D和h表不)。速度表示鋼球通過光電門的瞬時速度，測出兩光電門間的距離為(1)用20分度的游標(biāo)卡尺測量鋼球的直徑，讀數(shù)如圖所示，鋼球直徑D cm。(2)要驗證鋼球經(jīng)過兩個光電門的過程中機械能守恒，則需要驗證的等式為(用 g、t1、t2、(3)用鋼球通

8、過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時速度，由此產(chǎn)生的誤差(填“能”或“不能”)通過增加實驗次數(shù)減小?！敬鸢浮?1) 0.975cm1-11(2)gh D (2)2 t2 t2(3)不能解析】口港標(biāo)卡尺的主三率的為；3由，滯標(biāo)尺上 1S個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以滯標(biāo)蜃收力0用5耳15M內(nèi)胃。丁5附即a所品駕讀野為；u12)利月，褥通過比電門的平內(nèi)速度來代首斶燈速度,贛：(3)根根度機械能守恒的表牯式右上性伽:，即只要比較;二。與蠅是否格察阿, fi ft2 白芥據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律得鋼球通過光電門的平均速度等于這個過程中中間時刻速度，所以 鋼球通過光電門的平均速度小于鋼球球心通

9、過光電門的瞬時速度，由此產(chǎn)生的誤差不能通過 增加實驗次數(shù)減小?！久麕燑c睛】對于基本測量儀器如游標(biāo)卡尺、螺旋測微器等要了解其原理，正確使用這些基 本儀器進(jìn)行有關(guān)測量；無論采用什么樣的方法來驗證機械能守恒，明確其實驗原理都是解決 問題的關(guān)鍵，同時在處理數(shù)據(jù)時，要靈活應(yīng)用所學(xué)運動學(xué)的基本規(guī)律。針對練習(xí)2用圖示裝置測量重錘的質(zhì)量，在定滑輪兩側(cè)分別掛上重錘和n塊質(zhì)量均為 m的鐵片，重錘下端貼一遮光片，鐵架臺上安裝有光電門.調(diào)整重錘的高度，使其從適當(dāng)?shù)奈恢糜伸o止開始下落，讀出遮光片通過光電門的擋光時間to；從定滑輪左側(cè)依次取下放到右側(cè)重錘上，讓重錘每次都從同一位置由靜止開始下落，計時器記錄的擋光時間分別為

10、1塊鐵片t 1 t2，計算出t 02 t /擋光時間為ti,重錘的加速度為ai.則ai.(結(jié)果用t 0和ti表木)ao.a；(2)作出，i的圖線是一條直線，直線的斜率為k,則重錘的質(zhì)量 M=ao(3)若重錘的質(zhì)量約為 300g,為使實驗測量數(shù)據(jù)合理，鐵片質(zhì)量mo比較恰當(dāng)?shù)娜≈凳?D.100g【答案】(5分)(1)t2t：(2分)(2)2 nkmOk(2分)(3) C(1 分)(1)擋光時間為t0時，重錘的加速度為 ao.從左側(cè)取下i塊鐵片置于右側(cè)重錘上時，對應(yīng)的養(yǎng)析】1設(shè)紈祭麗為力刪或事到足迸內(nèi)門的通度 7k .當(dāng)物時口性上時的通庭 ed/tr.擋方寸勃 匕時的遑虎喊二口貴第在立口齊向曹，速但姓動,曲由：ZftrA-Vrj! 2a.Ji-wr ff:竺工 %f：C推鋸牛書第二定律海：由解菩，%一也_儀1/ M -?1%(3)重1g、5g和100g都不適合，故 C錘的質(zhì)量約為300