验证机械能守恒定律复习学案
《研究机械能守恒定律》学案
研究机械能守恒定律》学案【学习目标】．知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化。
2．理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件。
3．在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。
【重点难点】重点：1．掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容。
2．在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。
难点：从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件。
一、【温故知新】．重力做功与路径有关吗？重力所做功与物体重力势能变化有什么关系？2．弹簧的弹力做的功与弹簧弹性势能有什么关系？3．动能定理的内容和表达式是什么？在能量转化的过程中，功扮演着怎样的角色？二、【理论探究】.创设情景，任意选两个位置A、B,让学生分析受力和运动情况，机械能及相互转化情况, 然后完成学案中的表格，请把过程写在表格中．（全班分成 2 个大组，每个小组完成一个情景）外力做功与动能改变的关系可总=重力、弹力做功与势能改变的关系wG=或w 弹=由上述两式得到关系式始、末状态机械能（以地面作为零势能参考面）A 处机械能表达式B 处机械能表达式EA=EB=A、B 两处机械能的关系结论情景 1. 滑雪运动员腾空飞跃建立模型：一个做平抛运动的物体，由A位置运动到B位置，可以得到怎样的能量关系情景 2. 如图, 以弹簧振子为例, 简要分析振子由 A 位置运动到 B 位置，系统的动能和弹性势能的相互转化，可以得到怎样的能量关系:l0cAB△x1△x2v2v12．根据学案表格，物体系统内总的机械能有无变化？物体受力及各力做功情况有何共同特点？3．学生总结概括(1)内容：(2)表达式：△ Ek= - △ EpEk1 + EP1= Ek2+ EP2( 3 )适用条件：只有重力做功或弹力做功的物体系统内.注意对条件的理解：．从系统做功的角度看，只有__________ 或____ 做功。
包括两种情况：2．从能量转化的角度看，只有系统内__________ 和________ 相互转化，无其它形式能量之间的转化三、【定律的应用】例 1 如图, 把一个小球用细绳悬挂起来，就成为摆长为L的一个摆.若最大偏角为e,小球运动到最低点时的速度是多大？小结:1. 机械能守恒定律解题的步骤2. 机械能守恒定律解题的优越性: 四、【课堂练习】. 下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是（）30mA.被吊车匀速吊起的物体机械能守恒B.做匀变速直线运动的物体的机械能可能守恒c .合外力对物体做功为零时机机械能守恒D.只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒2．如图把一块质量是0.5kg 的石头，从30m 高处的山崖上以30°角斜向上方抛出，初速度是 5.0m/s .不计空气阻力．请用机械能守恒定律计算石头落地时速度是多大？。
2014届物理一轮复习教学案-验证机械能守恒定律
验证机械能守恒定律1．实验原理：通过实验，求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量，若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律． 2．实验目的：验证机械能守恒定律．3．实验器材： 、电源、纸带、复写纸、重物、 、铁架台（附夹子）、导线、开关 4．实验步骤：⑴ 按照装置图组装实验装置，检查、调整好打点计时器，使其 固定在铁架台上，接好电路． ⑵ 打纸带：将纸带的一端用 固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止 打点计时器的地方，先 ，后 ，让重物带着纸带自由下落．更换纸带重复做3 – 5 次． ⑶ 选纸带：分别两种情况 ① 用21m v n 2 =mgh n 验证时，应选点迹清晰，且尽量在同一条直线上；② 用21m v A 2–21m v A 2 =mg Δh 验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时，选择适当的点为基准点，只要后面的点迹清晰就可选用．5．实验结论：在误差允许的范围内，自由落体过程机械能守恒．6．误差分析：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功．故动能的增加量ΔE k = 12m v n 2必定 势能的减少量ΔE p = mgh n ，改进办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力．减少误差的方法一是测下落距离时都从 点量起，一次将各打点对应下落高度测量完，二是多测几次取平均值．7．注意事项：① 打点计时器要竖直：安装打点计时器时要 架稳，使其两限位孔在同一 内以减少摩擦阻力；② 重物密度要大：重物应选用质量大、体积小、密度大的材料；③ 一先一后：应先 ，让打点计时器正常工作，后 让重物下落；④ 测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用v– d n –1)/2T ，不能用v n = 2gdn 或v n = gt 来计算． （ ）A ．应选用密度和质量较大的重锤，使重锤和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力B ．应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动C ．不需要称量锤的质量D ．必须称量重锤的质量，而且要估读到0.01g2．某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如图所示，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．所用的XDS —007光电门传感器可测的最短时间为0. 01ms.将挡光效果好、宽度为d = 3.8×10－3m 的黑色磁带贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门．某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间Δt i 与图中所示的高度差Δh i 并对部分数据进行处理，2⑴ 从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用v i = d /t i 求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是 ． ⑵ 请将表格中数据填写完整．⑶ 通过实验得出的结论是 ． ⑷ 根据该实验请你判断下列ΔE k – Δh 图象中正确的是〖考点1〗实验器材的选择及误差分析【例1】做“验证机械能守恒定律”实验，完成下列问题：⑴ 从下列器材中选出实验时所用的器材（填写编号）______________ A ．打点计时器（包括纸带） B ．重锤 C ．天平 D ．毫米刻度尺 E ．秒表 F ．运动小车⑵ 打点计时器的安装要求________；开始打点计时的时候，应先________，然后__________． ⑶ 计算时对所选用的纸带要求是． ⑷ 实验中产生系统误差的主要原因是________，使重锤获得的动能往往________．为减小误差，悬挂在纸带下的重锤应选择_______________________________________________________．【变式跟踪1】用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”．⑴ 下列物理量需要测量的是________，通过计算得到的是________（填写代号） A ．重锤质量 B ．重力加速度C ．重锤下落的高度D ．与下落高度对应的重锤的瞬时速度 ⑵ 设重锤质量为m 、打点计时器的打点周期为T 、重力加速度为g ．图乙是实验得到的一条纸带，A 、B 、C 、D 、E 为相邻的连续点．根据测得的x 1、x 2、x 3、x 4写出重锤由B 点到D 点势能减少量的表达式________，动能增量的表达式________．由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是________（选填“大于”、“等于”或“小于”）重力势能的减少量．〖考点2〗实验数据的处理及分析【例2】用如图甲所示实验装置验证m 1、m 2组成的系统机械能守恒．M 2从高处由静止开始下落，m 1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示．已知m 1 = 50 g 、m 2= 150 g ，则（g 取10 m/s 2，结果保留两位有效数字）⑴ 在纸带上打下计数点5时的速度v 5 = ________ m/s ；⑵ 在打点0～5过程中系统动能的增加量ΔEk ＝________ J ，系统势能的减少量ΔEp ＝________ J ，由此得出的结论是______________________； ⑶ 若某同学作出的v 2/2–h 图象如图所示，则当地的实际重力加速度g = ________ m/s 2．【变式跟踪2】某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中，提出了如图所示的甲、乙两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验，乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验．⑴ 组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案是____________，理由是________________________________________；⑵ 若该小组采用图甲的装置打出了一条纸带如图所示，相邻两点之间的时间间隔为0.02 s ，请根据纸带计算出B 点的速度大小________m/s （结果保留二位有效数字）；⑶ 该小组内同学们根据纸带算出了相应点的速度，作出v 2 – h 图线如图所示，请根据图线计算出当地的重力加速度g = ________m/s 2（结果保留两位有效数字）．1．【2013全国新课标理综】某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好桌面边缘，如图（a ）所示．向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算．可求得弹簧被压缩后的弹性势能．回答下列问题： ⑴ 本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能E p 与小球抛出时的动能E k相等．已知重力加速度大小为g ．为求得E k ，至少需要测量下列物理量中的 （填正确答案标号）A ．小球的质量B ．小球抛出点到落地点的水平距离sC ．桌面到地面的高度hD ．弹簧的压缩量△xE ．弹簧原长l 0 ⑵ 用所选取的测量量和已知量表示E k ，得E k = ；⑶ 图（b ）中的直线是实验测量得到的s – △x 图线．从理论上可推出，如果h 不变，m 增加，s - △x 图线的斜率会 （选填“增大”、“减小”或“不变”）．如果m 不变，h 增加，s - △x 图线的斜率会 （选填“增大”、“减小”或“不变”）．由图（b ）中给出的直线关系和E k 的表达式可知，E p 与△x 的 次方成正比．【预测1】利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示：⑴ 实验步骤① 将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m ，将导轨调至水平；② 用游标卡尺测量挡光条的宽度l = 9.30 mm ；③ 由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s = ________ cm ；④ 将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2； ⑤ 从数字计时器（图中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间Δt 1和Δt 2； ⑥ 用天平称出滑块和挡光条的总质量M ，再称出托盘和砝码的总质量m ． ⑵ 用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式：① 滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v 1 = ________和v 2 = ________；② 当滑块通过光电门1和光电门2时，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为E k1 = ________和E k2 = ________；③ 在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少ΔE p = ________（重力加速度为g ）． ⑶ 如果ΔE p = ________，则可认为验证了机械能守恒定律． 2．【2013全国高考大纲版理综】测量小物块Q 与平板P 之间的动摩擦因数的实验装置如图所示．AB 是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P 板的上表面BC 在B 点相切，C 点在水平地面的垂直投影为C ′．重力加速度为g ．实验步骤如下：① 用天平称出物块Q 的质量m ；② 测量出轨道AB 的半径R 、BC 的长度L 和CC /的高度h ；③ 将物块Q 在A 点由静止释放，在物块Q 落地处标记其落地点D ；④ 重复步骤③，共做10次；⑤ 将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C ′的距离s ． ⑴ 用实验中的测量量表示：① 物块Q 到达B 点时的动能E kB ＝__________； ② 物块Q 到达C 点时的动能E kC ＝__________；③ 在物块Q 从B 运动到C 的过程中，物块Q 克服摩擦力做的功W f ＝__________； ④ 物块Q 与平板P 之间的动摩擦因数μ＝__________． ⑵ 回答下列问题：① 实验步骤④⑤的目的是 ．② 已知实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其它的可能是 （写出一个可能的原因即可）．【预测2】某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．频闪仪每隔0.05 s 闪光一次，如图所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度取9.8 m/s 2，小球质量m = 0.2 kg ，结果保留3位有效数字）⑴ 由频闪照片上的数据计算t 5时刻小球的速度v 5 = ________m/s ；⑵ 从t 2到t 5时间内，重力势能增量ΔE p = ________J ，动能减少量ΔE k = ________J ；⑶ 在误差允许的范围内，若ΔE p 与ΔE k 近似相等，即可验证了机械能守恒定律．由上述计算得ΔE p____E k （选填“＞”“＜”或“＝”），造成这种结果的主要原因是________________________． 1．用如图所示实验装置验证机械能守恒定律．通过电磁铁控制的小铁球从A 点自由下落，下落过程中经过光电门B 时，毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间t ，测出AB 之间的距离h ．实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束．⑴ 为了验证机械能守恒定律，还需要测量下列哪些物理量________ A ．A 点与地面间的距离H B ．小铁球的质量m C ．小铁球从A 到B 的下落时间t AB D ．小铁球的直径d ⑵ 小铁球通过光电门时的瞬时速度v = ________，若下落过程中机械能守恒，则l/t2与h 的关系式为 1/t 2 = ________．2．在利用打点计时器验证做自由落体运动的物体机械能守恒的实验中．⑴ 需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v 和下落高度h．某小组的同学利用实验得到的纸带，共设计了以下四种测量方案，其中正确的是________A ．用刻度尺测出物体下落的高度h ，并测出下落时间t ，通过v = gt 计算出瞬时速度vB ．用刻度尺测出物体下落的高度h ，并通过v = 2gh 计算出瞬时速度vC ．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前、后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v ，并通过h = v 2/2g 计算出高度hD ．用刻度尺测出物体下落的高度h ，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前、后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v⑵ 已知当地重力加速度为g ，使用交流电的频率为f ．在打出的纸带上选取连续打出的五个点A 、B 、C 、D 、E ，如图所示．测出A 点距离起始点O 的距离为s 0，A 、C 两点间的距离为s 1，C 、E 两点间的距离为s 2，根据前述条件，如果在实验误差允许的范围内满足关系式________________________，即验证了物体下落过程中机械能是守恒的．而在实际的实验结果中，往往会出现物体的动能增加量略小于重力势能的减少量，出现这样结果的主要原因是__________________________．3．某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A 、B ，滑块P 上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A 、B 时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U 随时间t 变化的图象．⑴ 实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的Δt 1________Δt 2（选填“>”“＝”或“<”）时，说明气垫导轨已经水平；⑵ 用螺旋测微器测遮光条宽度d ，测量结果如图丙所示，则d = ________ mm ；⑶ 滑块P 用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m 的钩码Q 相连，将滑块P 由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若Δt 1、Δt 2和d 已知，要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，还应测出________和________（写出物理量的名称及符号）； ⑷ 若上述物理量间满足关系式__________________，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒．4．某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．该同学经正确操作得到打点纸带，在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点，依次为1、2、3、4、5、6、7，测量各计数点到第一个点的距离h ，并正确求出打相应点时的速度v ．各计数点对应的数据见下表：请在坐标图中，描点作出v 2 - h 图线；由图线可知，重锤下落的加速度g ′ = ________ m/s 2（保留三位有效数字）；若当地的重力加速度g = 9.80m/s 2，根据作出的图线，能粗略验证自由下落的重锤机械能守恒的依据是____________________________________． 5．用如图装置可验证机械能守恒定律．轻绳两端系着质量相等的物块A 、B ，物块B 上放置一金属片C ．铁架台上固定一金属圆环，圆环处在物块B 正下方．系统静止时，金属片C 与圆环间的高度差为h ．由此释放，系统开始运动，当物块B 穿过圆环时，金属片C 被搁置在圆环上．两光电门固定在铁架台P 1、P 2处，通过数字计时器可测出物块B 通过P 1、P 2这段时间．⑴ 若测得P 1、P 2之间的距离为d ，物块B 通过这段距离的时间为t ，则物块B 刚穿过圆环后的速度v = ；⑵ 若物块A 、B 的质量均为M 表示，金属片C 的质量用m 表示，该实验中验证了下面哪个等式成立，即可验证机械能守恒定律．正确选项为 A ．mgh = M v 2/2 B ．mgh = M v 2C ．mgh = (2M + m )v 2/2D ．mgh = (M + m )v 2/2 ⑶ 本实验中的测量仪器除了刻度尺、光电门、数字计时器外，还需要 ； ⑷ 改变物块B 的初始位置，使物块B 由不同的高度落下穿过圆环，记录各次高度差h 以及物块B通过P 1、P 2这段距离的时间为t ，以h 为纵轴，以 （选填“t 2”或“1/t 2”）为横轴，通过描点作出的图线是一条过原点的直线．该直线的斜率k = （用m 、M 、d 表示）．6．用如图所示装置验证小球沿斜面运动的过程中机械能守恒．斜面的末端与水平桌面相切，小球从离桌面高h 处由静止释放，小球离开桌面后落在水平地面上，此过程的水平位移用s 表示，桌面高H ．改变小球释放的位置，记录多组h 、s 值．⑴ 若小球在运动的过程中机械能守恒，则h 与s 2间应满足的关系是__________；⑵ 某同学根据实验结果，画出了h ―s 2图象如上图所示．图象不过原点，并且随着s 的增大图象有弯曲的迹象．下列关于产生这种现象的原因及改进措施的论述正确的是 A ．小球与斜面和桌面间有摩擦，改用动摩擦因数更小的斜面和桌面B ．小球运动过程中受到空气阻力的作用，换用密度小一点的空心球进行实验C ．小球运动过程中受到空气阻力的作用，换用密度大一点的实心球进行实验D ．小球与斜面和桌面间有摩擦，在原基础上适当减小一下斜面的倾角7．图中A 、B 、C 、D 为验证机械能守恒定律实验中得到的四条纸带，图中数值为相邻两计时点间的距离，单位为mm ． ⑴ 能用来验证机械能守恒定律的纸带是_______； ⑵ 先接通电源让打点计时器工作，后释放纸带得到的纸带是______ 8．在验证机械能守恒的实验中，已知打点计时器打点间隔为T ，某一组同学得到了一条如图所示的纸带，在填写实验报告时甲、乙两个同学选择不同的数据处理方法：甲同学测出了C 点到第一点O 的距离h OC ，利用v C 2 = 2gh OC 计算得到了C 点的速度，然后验证mgh OC 与m v C 2/2相等．乙同学测出了A 、B 、C 、D 各点到第一点O 的距离h A 、h B 、h C 、h D ，利用v B = (h C –h A )/2T 、v C = (h D –h B )/2T 计算B 、C 点的速度，然后验证mg (h C –h B )与m v C 2/2 – m v B 2/2是否相等．请你对甲、乙两位同学的实验数据处理方案逐一分析，不合理之处提出完善方案．参考答案：3．打点计时器 刻度尺4．竖直 夹子 靠近 接通电源 松开纸带 6．稍小于 0松开纸带 1．AC ；本实验依据的原理是重锤自由下落验证机械能守恒定律，因此重锤的密度和质量应取得大一些，以便系统所受的阻力和重锤的重力相比可以忽略不计，以保证重锤做自由落体运动．本实验不需要测出重锤的质量，实验只需要验证gh = 12v 2就行了．2．答案：⑴ 瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度 ⑵ 4.22 3.97M 或4.00M 4.01M 或4.02M ⑶ 在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量 ⑷ C ．解析：⑴ 因瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度．⑷ 因为ΔE p ＝mg ·Δh ，ΔE p ＝ΔE k ，所C ． 例1 ⑴ 十选出的器材有：打点计时器（包括纸带）、重锤、毫米刻度尺，编号分别为：A 、B 、D.注意因mgh = 12m v 2，m 可约去，故不需要用天平测重锤的质量．⑵ 打点计时器安装时，两个限位孔在同一竖直线上，这样才能使重锤在自由落下时，受到的阻力较小，开始打点计时时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下． ⑶ 所选的纸带点迹清晰．⑷ 产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器时存在摩擦力的作用，使得重锤获得的动能往往小于它所减少的重力势能，为减小误差，重锤应选密度大一些的．变式1 答案：⑴ C D ⑵ mg (x 3 – x 1) mx 4(x 4 – 2x 2)/8T 2 小于 解析：⑴ 重锤下落的高度用刻度尺直接测量，而与下落高度对应的重锤的瞬时速度则需要利用匀变速直线运动的规律公式计算得到．⑵ 重锤由B 点到D 点势能减少量的表达式为ΔE p = mg (x 3 – x 1)，动能增量的表达式为ΔE k =12m v D 2–12m v B 2 = 12m [(x 4 – x 2)/2T ]2 - 12m (x 2/2T )2 = mx 4(x 4 – 2x 2)/8T 2．由于重锤下落时要克服阻力做功，会有一部分机械能转化为内能，故实验中动能增量总是小于重力势能的减少量．例2答案：⑴ 2.4 ⑵ 0.58 0.60 在误差允许的范围内，m 1、m 2组成的系统机械能守恒 ⑶ 9.7解析：⑴ v 5 = (21.60 + 26.40)×10－2/2×0.1m/s = 2.4 m/s ．⑵ 动能的增加量ΔE k = (m 1 + m 2)v 2/2 = 0.58 J ；系统势能的减少量ΔE p = (m 2 - m 1)gh = 0.60 J ，故在误差允许的范围内，两者相等，m 1、m 2组成的系统机械能守恒．⑶ 由(m 1 + m 2)v 2/2 = (m 2 – m 1)gh ，得v 2/2h = k = (m 2 – m 1)g /( m 1 + m 2) = g /2，即 g /2 = 5.82/1.20 m/s 2 = 4.85 m/s 2，g = 9.7 m/s 2．变式2答案：⑴ 甲 采用乙图实验时，由于小车和斜面间存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小车在下滑过程中机械能不守恒，故乙图不能用来验证机械能守恒定律 ⑵ 1.37 ⑶9.7或9.8解析 ⑴ 甲，理由是：采用乙图实验时，由于小车和斜面间存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小车在下滑过程中机械能不守恒，故乙图不能用来验证机械能守恒定律． ⑵ v B = AC /2T = 1.37 m/s ；⑶ 因为mgh = m v 2v 2 = 2gh ，图线的斜率是2g ，可得g = 9.7 m/s 2或g = 9.8 m/s 2． 1．⑴ ABC ⑵ mgs /4h ⑶ 减小 增大 2预测1 答案：⑴ ③ 60.00（59.96 ～ 60.04） ⑵ ① l /Δt 1 l /Δt 2 ② (M + m )( l /Δt 1)2/2 (M + m )( l /Δt 2)2/2 ③ mgs ⑶E k2 – E k1解析：由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离 s = 80.30 cm – 20.30 cm = 60.00 cm ，由于挡光条宽度很小，因此将挡光条通过光电门时的平均速度看做瞬时速度，挡光条的宽度l 可用游标卡尺测量，挡光时间Δt 可从数字计时器读出，因此，滑块通过光电门的瞬时速度为l /Δt ，则通过光电门1时瞬时速度为l /Δt 1，通过光电门2时瞬时速度为l /Δt 2；由于质量事先已用天平测出，由公式E k = m v 2/2可得：系统通过光电门1时动能E k1 = (M + m )( l /Δt 1)2/2，系统通过光电门2时动能E k2 = (M + m )( l /Δt 2)2/2；末动能减初动能可得动能的增加量．两光电门中心之间的距离s 即砝码和托盘下落的高度，系统势能的减小量ΔE p = mgs ，最后对比E k2 - E k1与ΔE p 数值大小，在误差允许的范围内相等，就验证了机械能守恒定律．2．⑴ ① mgR ② mgs 2/4h ③ mgR –mgs 2/4h ④ R /L – s 2/4hL ⑵ 减小实验结果的误差 圆弧轨道存在摩擦（或接缝B 处不平滑等）预测2答案：⑴ 3.48 ⑵ 1.24 1.28 ⑶ ＜ 存在空气阻力解析：本题以竖直上抛为依托考查机械能守恒，要注意知识的迁移和变化．⑴ v 5 =16.14＋18.662×0.05×10－2 m/s = 3.48 m/s ；⑵重力势能的增量ΔE p = mg Δh ，代入数据可得ΔE p =1.24 J ，动能减少量为ΔE k = 12m v 2 – 12m v 22，代入数据可得ΔE k = 1.28 J ；⑶ 由计算可得ΔE p ＜ΔE k ，主要是由于存在空气阻力．1．⑴ D ⑵ d /t 2gh /d 2⑴ 要验证机械能守恒定律，除知道小铁球下落的高度外，还需要计算小铁球通过光电门时的速度v ，因此需要测量出小铁球的直径d ．⑵ 小铁球通过光电门时的瞬时速度v = d /t ．若下落过程中机械能守恒，则mgh = m v 2/2，解得1/t 2 = 2gh /d 2．2．答案：⑴ D ⑵ 32g (s 0 + s 1) = f 2(s 1 + s 2)2 打点计时器有阻力作用，阻力对纸带做负功解析：⑴ 该实验中需要验证的是mgh = m v 2/2，化简可得gh = v 2/2，因此只需要了解h 和各点的瞬时速度，h 用刻度尺直接测量即可，而v 需根据匀变速直线运动的规律求解．则本题的正确选项为D ．⑵ 由运动学的规律可知v C = s AE /t AE =(s 1 + s 2)f /4，测量可得s OC = s 0 + s 1，代入gh = v 2/2，整理可得32g(s0＋s1)＝f2(s1＋s2)2；由于纸带在运动的过程中要受到来自打点计时器的阻力，而阻力对纸带做负功，因此物体的动能增加量略小于重力势能的减少量．3．⑴ ＝ ⑵ 8.474（在8.473～8.475之间均算对） ⑶ 滑块质量M 两光电门间距离L ⑷ mgL = (M +m )(d /Δt 2)2/2 – (M +m )(d /Δt 1)2/24．答案：如图所示 9.75（9.69～9.79均可） 图线为通过坐标原点的一条直线，所求g ′与g 基本相等解析：若机械能守恒，则满足v 2 = 2gh 则v 2 – h 图线的斜率表示当地的重力加速度的2倍，所作的图线可求出斜率为19.5，故g ′ = 9.75 m/s 2，误差允许的范围内g ′ = g ，故机械能守恒．5．答案：⑴ d /t ⑵ C ⑶ 天平 ⑷ 1/t 2 (2M + m )d 2/2mg 解析：⑴ 物块B 刚穿过圆环后的速度v = d /t ．⑵对物块A 、B 和金属片C 组成的系统，减少的重力势能mgh ，增加的动能为(2M + m )v 2/2；要验证机械能守恒，等式mgh = (2M + m )v 2/2成立．⑶ 本实验中的测量仪器除了刻度尺、光电门、数字计时器外，还需要天平测量物块A 、B 和金属片C 的质量．⑷由mgh = (2M + m)v2/2和v = d/t可得h = [(2M + m)d2/2mg](1/t2)，以h为纵轴，以“1/t2”为横轴，通过描点作出的图线是一条过原点的直线．该直线的斜率k = (2M + m)d2/2mg．6．⑴由mgh = m v2/2、s = v t、H = gt2/2 联立得h与s2的关系是h = s2/2H．产生这种现象的原因是：小球与斜面和桌面间有摩擦，改用动摩擦因数更小的斜面和桌面，小球运动过程中受到空气阻力的作用，换用密度大一点的实心球进行实验，⑵选项AC．7．⑴C、D ⑵D本实验中重物做自由落体运动，相邻相等时间间隔内位移之差为恒量，C、D满足这一特点，若以静止开始研究第一个0.02 s内位移，约2 mm，D符合要求．8．甲同学选择从O到C段验证机械能守恒，计算C点的速度用v C2= 2gh OC来验证机械能守恒定律，实际上是用机械能守恒定律去验证机械能守恒定律，存在着逻辑错误．应当选择v C = (h D–h B)/2T进行速度计算．乙同学选择了从B到C段验证机械能守恒，则于B、C比较近，可造成误差偏大．可选择BD段相对较为合适．。
验证机械能守恒定律学案人教版(教案)
七、机械能守恒定律〔一〕目的机械能守恒定律〔二〕器材架台( )、打点器、重〔子〕、、复写片、刻度尺、、低交流源.〔三〕原理在只有重力做功的自由落体运中，物体的重力能和能可以相互化.但的机械能守恒，利用打点器在上下物体自由下落的高度及算出物体的瞬速度，从而物体在自由下落程中重力能的减少量E p mgh与物体能增加量Ek1mv2相等.2〔四〕步．按所示把打点器安装在架台上，好源.．把的一端在重上用子固定好，另一端穿打点器限位孔;用手直提起，使重停靠在打点器附近.．接通源，先翻开打点器的开关，后松手重着自由下落.．几条，重复上面的.．在取下的中挑第一、二两点的距离接近2mm且点迹清晰的行量.先下第一点的位置，再依次取五个点、、、、，用刻度尺量各数点到点的距离、⋯⋯.．用公式v hn1hn1算出各点的速度、⋯⋯2t．算各点的重力能的减少量，和能增加量1mv n2行比.2〔五〕数据及理，数点〔)()122mv比与1mv2是否相等2〔六〕考前须知．安装打点计时器时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力．实验时，必须保持提起的纸带竖直，手不动，待接通电源：让打点计时器工作稳定后再松开纸带，以保证第一点是一个清晰的点.．测量高度时，应从起始点算起，为减小的相对误差，选取的计数点要离起始点远些，纸带不宜过长，有效长度可～..．不需要测出重物质量，实际只需要验证1v2gh就行了.2．由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，所以动能增加量Ek必定小于重力势能减少量Ep.〔七〕例题分析例：用落体法验证机械能能守恒定律中：〔〕从以下器材中选出实验所必须的，其编号为：；．打点计时器〔包括纸带〕．重锤．天平．毫米刻度尺．秒表．运动小车〔〕打点计时器开始打点的时候，应该先，然后；〔〕实验中产生系统误差的主要原因是，使重锤获得的动能往往.为减小误差，悬挂在纸带下的重锤应选择.〔〕如果以为横轴，以为纵轴，根据实验数据绘出的—图线是，该图线的斜率等于.解析：〔〕选出的器材有：打点计时器〔包括纸带〕、重锤、毫米刻度尺、，编号分别为、、，因mgh1mv2中.可以约去，故重锤质量不需测量，不需要天平2〔〕开始记录时应通电源使打点计时器开始打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同下落.〔〕产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器时的摩擦阻力和重锤受到的空气阻力，使得重锤的动能增加量小于重力势能的减少量，为减小误差，重锤质量应大一些，体积应小一些.〔〕描绘出的—图线是一条通过原点的倾斜直线，斜率即为重力加速度.例：在?验证机械能守恒定律?的实验中，一只打点计时器所用电源的频率为，测得当地重力加速度为，测得重物的质量为，实验中得到一点迹清晰的纸带如图实所示，把第一个点记作，另选取连续的个点、、、作为测量的点，经测量得到、、、四个点到点的距离分别为，，，，根据以上数据，可知重物由运动到点，重力势能减少量等于，动能增加量等于〔取三位有效数字〕.解析：重物从下落到，Ep mghx BDm/s/s 点的速度，v C22t故重物从下落到动能增加量，Ek1mv c22〔八〕习题．在?验证机械能守恒定律?的实验中，需要特别注意的是：．称出重锤的质量．手提纸带，先接通电源再松开纸带让重锤自由下落．取下纸带，可以不考虑前面比拟密集的点，选取清晰的点作为运动的起点，验证与1mv2是否相等2．应该选取第、点间距离接近2mm的纸带，从第点起处理纸带，验证与1mv2是否2相等．利用物体做自由落体运动，做“验证机械能守恒定律〞的实验，已备好的器材有：电磁打点计时器、固定计时器用的夹子、铁架台、纸带，另外还有以下器材可供选择：低压直流电源、导线、复写纸片、天平、秒表等，其中不必要的器材是，还缺少的器材是。
2011版物理一轮精品复习学案：实验六 验证机械能守恒定律(必修2)
实验六验证机械能守恒定律【考纲知识梳理】一、实验目的验证机械能守恒定律二、实验原理物体在自由下落过程中，重力势能减少，动能增加。
如果忽略空气阻力，只有重力做功，物体的机械能守恒，重力势能的减少等于动能的增加。
设物体的质量为m，借助打点计时器打下纸带，由纸带测算出至某时刻下落的高度h及该时刻的瞬时速度v；进而求得重力势能的减少量│△E p│=mgh和动能的增加量△E K=1/2mv2；比较│△E p│和△E K，若在误差允许的范围内相等，即可验证机械能守恒。
测定第n点的瞬时速度v n：依据“物体做匀变速直线运动，在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度”，用公式v n=（h n+1-h n-1）/2T计算(T为打下相邻两点的时间间隔)。
三、实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)，交流电源，纸带(复写纸片)，重物(带纸带夹子)，导线，刻度尺，铁架台(带夹子)。
【要点名师精解】一、实验步骤1、按图装置固定好计时器，并用导线将计时器接到电压合适的交流电源上(电火花计时器要接到220 V交流电源上，电磁打点计时器要接到4 V～6 V的交流低压电源上)。
2、将纸带的一端用小夹子固定在重物上，使另一端穿过计时器的限位孔，用手竖直提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方。
3、接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点。
4、换几条纸带，重做上面的实验。
5、从几条打上了点的纸带上挑选第一、二两点间的距离接近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。
6、在挑选出的纸带上，先记下打第一个点的位置0(或A)，再任意选取几个点1、2、3(或B、C、D)等，用刻度尺量出各点到0的距离h1、h2、h3等，如图所示。
7、用公式v n=（h n+1-h n-1）/2T计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3等。
8、计算出各点对应的势能减少量mgh n和动能的增加量1/2mv n2的值，进行比较，得出结论。
2021届高考物理一轮复习学案：实验6验证机械能守恒定律
(2)在纸带上打下计数点 5 时物体的速度为 v＝21.60＋26.40×10－2 m/s＝2.4 m/s。 2×0.1
(2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点(A 点)下滑，测量相应的 s 与 t 值，结果如表所示：
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 /×104 s－2 t2
1.48
1.95
2.41
2.92 3.39
1 以 s 为横坐标， 为纵坐标，在坐标纸中描出第 1 和第 5 个数据点；根据 5 个数据点作直线，求得该直线的斜
2 g＝________m/s2。
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【解题法】 验证“机械能守恒定律”实验中瞬时速度的处理思想与方法
(1)瞬时速度的求解方法 做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于该点前后相邻两点间的平均速度。 (2)深刻理解速度计算方法的选取
要确定物体的动能，需要测出物体下落一定高度时的速度。根据已经学过的知识，有三种方法：①v＝ 2gh；
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【例题 2】 [答案] (1)BC (2)2.4 (3)0.58 0.60 在误差允许的范围内，m1、m2 组成的系统机械能守恒
(4) m1＋m2 v2 9.7 2h m2－m1
[解析] (1)应将打点计时器接到交流电源上，B 错误；应先接通电源，待打点计时器稳定工作后再释放 m2，C 错误。
【二 知识讲解】
▶1.实验装置图
▶2．实验目的 验证机械能守恒定律。 ▶3．实验原理 通过实验，求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量，若二者相等，说明机械能 守恒，从而验证机械能守恒定律。 ▶4．实验器材 打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线两根。 ▶5．实验步骤 (1)安装器材：将打点计时器固定在铁架台上，用导线将打点计时器与低压电源相连。 (2)打纸带 用手竖直提起纸带，使重物停靠在打点计时器下方附近，先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落，打点计 时器就在纸带上打出一系列的点，取下纸带，换上新的纸带重打几条(3～5 条)纸带。 (3)选纸带：分两种情况说明 ①若选第 1 点 O 到下落到某一点的过程，即用 mgh＝1mv2 来验证，应选点迹清晰，且 1、2 两点间距离小于或接
教学课题：《机械能守恒定律》复习教、学案
教学课题：《机械能守恒定律》复习教、学案作者：吴永胜来源：《中学物理·高中》2013年第12期课时：一课时班级学习小组姓名：评价考纲重力做功与重力势能，机械能守恒定律及其应用.要求ⅡⅡ解读能够灵活运用重力做功与重力势能的关系、机械能守恒定律分析解决相关问题.它是解决力学问题的基本规律，是高考的重点.大部分题目都与牛顿运动定律、圆周运动等知识相互联系、综合命题，难度中等以上，多为计算题.（一）学习目标1.深入理解重力做功与重力势能，弹力做功与弹性势能.2.深入理解机械能守恒定律.（二）学习重难点1.重点：重力做功与重力势能，机械能守恒定律.2.难点：机械能守恒条件的理解.（三）教学方法问题式、合作学习、启发式、多媒体与动画相结合等.[自主预习]A.阅读教材（人教版）必修2第63页（第4节重力势能）、第67页（探究弹性势能的表达式）、第75页（机械能守恒定律）B.完成下列填空：一、重力势能、弹性势能1.重力势能（1）重力做功的特点①重力做功与无关，只与始末位置的有关.②重力做功不引起物体的变化.（2）重力势能①概念：物体由于被举高而具有的能量.③矢标性：重力势能是，正、负表示其大小.（3）相对性：选不同的零势能面，物体的重力势能的数值是的.若物体在参考平面以上，则重力势能为；若物体在参考平面以下，则重力势能为.通常选地面为参考平面.（4）系统性：重力势能属于物体和组成的系统，通常简单地说是物体的重力势能.（5）重力做功与重力势能变化的关系①定性关系：重力对物体做正功，重力势能就；重力对物体做负功，重力势能就.2.弹性势能（1）概念：物体由于发生而具有的能.（2）大小：弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关，弹簧的形变量，劲度系数，弹簧的弹性势能越大.[课堂总结]1.有什么收获？2.有什么疑问和困惑？3.你对课堂的建议（包括学生的学与老师的教）板书设计：《机械能守恒定律》复习课一、重力势能、弹性势能1.重力势能（1）重力做功的特点（2）重力势能（3）重力做功与重力势能变化的关系2.弹性势能二、机械能守恒定律1.机械能2.机械能守恒定律（1）内容（2）研究对象（3）表达式（4）守恒条件[作业]1.一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离.假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法错误的是A.运动员到达最低点前重力势能始终减小B.蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加C.蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D.蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关2.如图6所示，一个轻质弹簧一端固定在粗糙的斜面底端，弹簧轴线与斜面平行，小滑块A从斜面的某一高度由静止开始沿斜面向下运动一段距离后与弹簧接触，直到把弹簧压缩到最短.在此过程中下列说法正确的是A.滑块先做匀加速运动后做匀减速运动B.滑块先做匀加速运动，接触弹簧后再做匀加速运动最后做变减速运动C.滑块重力做功等于内能与弹性势能的增加量D.滑块重力势能减少量与内能之和等于弹性势能增加量。
实验：验证机械能守恒定律导学案 一轮复习
重物选用质量和密度较大的
点为纸带上打出的第一个点.重物下落
利用下列测量值能完成验证机械能守恒定的长度 B.OC、BC和CD的长度
实验中，先接通电源，再释放重物，得到图实所示的一条纸带．在纸带上选
的距离分别为h A、h B、h C.
T.设重物的质量为m.从打O
填选项前的字母)
某同学按照正确的操作选得纸带如图实5是打点计时器连续打下的3个点．该同学用毫米
某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定
(1)实验前,接通气
源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的
Δt1(选填“>”“=”或“<”)Δt2时,说明气垫导轨已经水平.
.h-
.h-
经正确的实验操作。
机械能守恒定律复习课教案.docx
机械能守恒定律复习课•教案一、教学目标1.在物理知识方面要求.(1)掌握机械能守恒定律的条件；(2)理解机械能守恒定律的物理含义.2.明确运用机械能守恒定律处理问题的优点，注意训练学生运用本定律解决问题的思路，以培养学生正确分析物理问题的习惯.3.渗透物理学方法的教育，强调用能量的转化与守恒观点分析处理问题的重要性.二、重点、难点分析1.机械能守恒定律是力学知识中的一条重要规律.是一个重点知识.特别是定律的适用条件、物理意义以及具体应用都作为较高要求.2,机械能守恒定律的适用条件的理解以及应用，对多数学生来说，虽经过一个阶段的学习，仍常常是把握不够，出现各式各样的错误.这也说明此项正是教学难点所在.三、教具投影片若干，投影幻灯，彩笔，细绳，小球，带有两个小球的细杆，定滑轮，物块m、M,细绳.四、教学过程设计（一）复习引入新课1.提出问题（投影片）.（1）机械能守恒定律的内容.（2）机械能守恒定律的条件.2.根据学生的回答,进行评价和归纳总结，说明（1）机械能守恒定律的物理含义. （2）运用机械能守恒定律分析解决物理问题的基本思路与方法.（二）教学过程设计1.实例及其分析.问题1投影片和实验演示.如图1所示.一根长L的细绳，固定在0点，绳另一端系一条质量为m的小球.起初将小球拉至水平于A点.求小球从A点由静止释放后到达最低点C时的速度.分析及解答：小球从A点到C点过程中，不计空气阻力，只受重力和绳的拉力.由于绳的拉力始终与运动方向垂直，对小球不做功.可见只有重力对小球做功，因此满足机械能守恒定律的条件.选取小球在最低点C时重力势能为零.根据机械能守恒定律，可列出方程：教师展出投影片后，适当讲述，然后提出问题.问题2出示投影片和演示实验.在上例中，将小球自水平稍向下移，使细绳与水平方向成9角，如图2所示.求小球从A点由静止释放后到达最低点C的速度.分析及解答：仍照问题1,可得结果问题3出示投影片和演示实验.现将问题1中的小球自水平稍向上移，使细绳与水平方向成9角.如图3所示.求小球从A点由静止释放后到达最低点C的速度.分析及解答：仿照问题1和问题2的分析.小球由A点沿圆弧AC运动到C点的过程中，只有重力做功，满足机械能守恒.取小球在最低点C时的重力势能为零.根据机械能守恒定律，可列出方程：2,提出问题.比较问题1、问题2与问题3的分析过程和结果.可能会出现什么问题.引导学生对问题3的物理过程作细节性分析.起初，小球在A点，绳未拉紧，只受重力作用做自由落体运动，到达B点，绳被拉紧，改做进一步分析：小球做自由落体运动和做圆周运动这两个过程，都只有重力做功，机械能守恒，而不是整个运动过程机械能都守恒，因此原分析解答不合理.引导学生进一步分析：小球的运动过程可分为三个阶段.(1)小球从A点的自由下落至刚到B点的过程；(2)在到达B点时绳被拉紧，这是一个瞬时的改变运动形式的过程；(3)在B点状态变化后，开始做圆周运动到达C点.通过进一步讨论，相互启迪，使学生从直觉思维和理论思维的结合上认识到这一点.前后两个过程机械能分别是守恒的，而中间的瞬时变化过程中由于绳被拉紧, vB在沿绳方向的分速度改变为零，即绳的拉力对小球做负功，有机械能转化为内能，机械能并不守恒.因此，对小球运动的全过程不能运用机械能守恒定律.正确解答过程如下：(指定一个学生在黑板上做，其余学生在座位上做，最后师生共同讨论裁定.)小球的运动有三个过程（见图4）:（1）从A到B,小球只受重力作用，做自由落体运动，机械能守恒.到达B点时, 悬线转过29 °角，小球下落高度为2Lsin。
《科学验证：机械能守恒定律》 学历案
《科学验证：机械能守恒定律》学历案一、学习目标1、理解机械能守恒定律的内容和条件。
2、学会通过实验和理论推导来验证机械能守恒定律。
3、能够运用机械能守恒定律解决实际问题，提高分析和解决问题的能力。
二、学习重难点1、重点（1）机械能守恒定律的内容和表达式。
（2）通过实验验证机械能守恒定律的方法和步骤。
2、难点（1）理解机械能守恒定律的条件。
（2）对实验数据的处理和误差分析。
三、知识回顾1、机械能的概念机械能包括动能和势能，动能是物体由于运动而具有的能量，表达式为$E_{k} ＝＼frac{1}｛2}mv^2$；势能包括重力势能和弹性势能，重力势能是物体由于被举高而具有的能量，表达式为$E_{p} ＝ mgh$；弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能量。
2、动能定理合外力对物体做功等于物体动能的变化，表达式为$W_{合} ＝＼Delta E_{k}＄。
四、新课导入在日常生活中，我们经常会观察到物体的运动和能量的转化。
例如，自由落体的物体，其速度越来越大，高度越来越低；摆球在摆动过程中，动能和重力势能不断相互转化。
那么，在这些能量转化的过程中，是否存在某种守恒的规律呢？这就是我们今天要学习的机械能守恒定律。
五、新课讲授1、机械能守恒定律的内容在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
2、机械能守恒定律的表达式（1）守恒观点：＄E_{k1} ＋ E_{p1} ＝ E_{k2} ＋ E_{p2}＄，即初状态的机械能等于末状态的机械能。
（2）转化观点：＄＼Delta E_{k} ＝＼Delta E_{p}＄，即动能的增加量等于势能的减少量。
（3）转移观点：＄E_{A1} ＋ E_{B1} ＝ E_{A2} ＋ E_{B2}＄，即A 物体的机械能与B 物体的机械能之和保持不变。
3、机械能守恒定律的条件（1）只有重力做功：物体只在重力作用下运动，例如自由落体运动、平抛运动等。
2025高考物理备考复习教案 第六章 实验七 验证机械能守恒定律
值为1 mm的刻度尺测得OA＝12.41 cm，OB＝18.90 cm，OC＝27.06 cm，在
计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为1.00 kg.根据以上数据算
出：当打点计时器打下B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了
.
由 题 图 2 可 知 ， 当 l ＝ l2 时 ， 遮 光
条挡光时间最短，此时物块通过光电门时的
速 度 最 大 ， 可 得 l2 ＝
1
， mgl2 ＝ k 22
2
1
2
mmax
，联立可得vmax＝
2
＋
2 ，此时细线的
拉力与物块的重力大小相等、方向相反，故
而物块加速度大小为0.
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摩擦阻力 .
(2)重物应选用质量大、体积小的.
(3)应先接通电源，让打点计时器正常工作，后释放纸带让重物下落.
ℎ+1 −ℎ−1
(4)测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用vn＝
，不能用vn＝
2
2ℎ 或vn＝gt来计算.
(5)此实验中不需要测量重物的质量.
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实验七
验证机械能守恒定律
2
2
图像若能在误差允许的范围内满足
1
＝2
2 2
l ＋ 2 l，即可验证弹簧和小物块组成的
2
系统机械能守恒.
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实验七
验证机械能守恒定律
(2)在(1)中条件下，l取某个值时，可以使物块通过光电门时的速度最大，速度最大
值为
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《验证机械能守恒定律》复习学案
一、自主学习
【学习目标】
1．通过实验，定律．
2．学习利用处理实验数据．
【重点难点】
1、验证机械能守恒定律的实验原理。
2、验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法
【使用说明与学法指导】
先通读教材有关内容，进行知识梳理归纳，再认真限时完成课前预习部分内容，并将自己的疑问记下来（写上提示语、标记符号）。
【课前预习】
一、请简述验证机械能守恒定律的实验原理
二、写出本实验的实验器材
三、简述实验步骤
二、课内探究案
探究一实验操作技巧
1．进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选用：铁架台、低压交流电源、复
写纸、纸带、秒表、低压直流电源、导线、开关、天平、重锤．其中不必要的器材有：_______________；缺少的器材是
________________。
2、在验证机械能守恒定律实验中．重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．
（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器材；
B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；
C．用天平测量出重锤的质量；
D．先松手释放纸带，再接通电源打出纸带，
E．选择合适的纸带，测量打出的纸带上某些点之间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．上述操作中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤是．（填序号）
探究二实验数据整理问题
4、在“验证机械能守恒定律”的实验中，选出条纸带如图所示．其中 O 点为起始点，A 、B 、C为三个计数点，打点计时器通过50Hz的交流电源,用毫米刻度尺测得OA＝11.13 cm, OB=17.69cm . OC =25.9cm.
（1）这三个数据中，不符合有效数字要求的是_____________．应该写成__________ cm （2）在计数点 A 和B之间、 B 和 C 之间还各有一个点，重物的质量为m kg , 根据以上数据可知，当打点计时器打到B点时，重物的重力势能比开始下落时减少了_______J ；这时它的动能为_________J ( g 取 9.80m / s2 )
三、当堂训练
1．在做验证机械能守恒定律实验时，发现重物减少的势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是( )
A ．选用的重物质量过大
B ．重物质量测量不准
C ．空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力
D ．实验时操作不太仔细，实验数据测量不准确
2.在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，得到了一条如图4－27所示的纸带(打0点时，速度为0)，纸带上的点记录了物体在不同时刻的________，当打点计时器打第五个点时，物体动能的表达式为E k =________,物体重力势能减少的表达式为E p =________，实验中是通过比较________来验证机械能守恒定律的(设交流电周期为T
).
甲
乙图4－27
3.关于验证机械能守恒定律的下列说法中正确的是( )
A.选用重物时，重的比轻的好
B.选用重物时，体积小的比大的好
C.选定重物后，要称出它的质量
D.重物所受的重力，应远大于它受的空气阻力与纸带受到打点计时器打点时的阻力之和
4.下面列出一些实验步骤
A.用天平测出重物和夹子的质量；
B.将重物系在夹子上；
C.将纸带穿过计时器，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子.再把纸带向上拉，让夹子靠近打点计时器处；
D.打点计时器接在学生电源交流输出端，把输出电压调至6 V(电源不接通、交流)；
E.打点计时器固定放在桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上；
F.在纸带上选取几个点，进行测量和记录数据；
G.用秒表测出重物下落的时间；
H.接通电源,待计时器响声稳定后释放纸带；
I.切断电源；
J.更换纸带，重新进行两次；
K.在三条纸带中选出较好的一条；
L.进行计算，得出结论，完成实验报告；
M.拆下导线，整理器材.
以上步骤，不必要的有________，正确步骤的合理顺序是________.
5．（ 2007 年济南模拟）在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量为m的重锤从高处由静止开始下落，重锤拖着纸带通过打点计时器打出一系列点，对纸带上的点进行测量，就可以验证机械能守恒定律。
如图所示，选取纸带上打出的连续五个点 A 、 B 、 C 、 D 、 E ，测出 A 点距起始点 O 的距离为x。
，点 A 、C 间的距离为x1，点 C 、E间的距离为x2，交流电的频率为 f ，用以上给出的已知量写出 C 点速度的表达式：v C=____________；在OC这段时间内，重锤的重力势能的减少量为_____________；利用这个装置还可以测量重锤下落的加速度，则加速度的表达式为： a=_____________________。