2017届高考物理第二轮考点复习教案18.docVIP

考　验证机械能守恒定律 例1　为了探究机械能守恒定律，岳口高中的金金设计了如图1所示的实验装置，并提供了如下的实验器材： 图1 A．小车　B．钩码　C．一端带滑轮的木板　D．细线 E．电火花计时器　F．纸带　G．毫米刻度尺 H．低压交流电源　I．220 V的交流电源 (1)根据上述实验装置和提供的实验器材，你认为实验中不需要的器材是________(填写器材序号)，还应补充的器材是________． (2)实验中得到了一条纸带如图2所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点(标号0～6)，测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为d1、d2、d3、d4、d5、d6，打点周期为T.则打点2时小车的速度v2＝________；若测得小车质量为M、钩码质量为m，打点1和点5时小车的速度分别用v1、v5表示，已知重力加速度为g，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为________________． 图2 (3)在实验数据处理时，如果以为纵轴，以d为横轴，根据实验数据绘出－d图像，其图线的斜率表示的物理量的表达式为________________． 解析　(1)电火花计时器需接通220 V交流电源，因此低压交流电源用不着；另外还需要用到天平测出小车的质量M. (2)打点2时的速度等于点1到点3之间的平均速度，即v2＝或；根据机械能守恒，整个系统减少的重力势能等于整个系统增加的动能，即mg(d5－d1)＝(M＋m)(v－v)． (3)根据v2＝2ad，因此－d图线的斜率就是加速度，而对钩码进行受力分析可知：mg－FT＝ma，而对小车FT＝Ma，因此可得a＝g. 答案　(1)H　天平　(2)或 mg(d5－d1)＝(M＋m)(v－v)　(3)g 1．某实验小组利用图3所示装置验证机械能守恒定律．实验中先接通电磁打点计时器的低压交流电源，然后释放纸带．打出的纸带如图4所示，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为x0，点A、C间的距离为x1，点C、E间的距离为x2.已知重物的质量为m，交流电的频率为f，从释放纸带到打出点C： 图3 图4 (1)重物减少的重力势能ΔEp＝________，增加的动能为ΔEk＝________.若算得的ΔEp和ΔEk值很接近，则说明：________. (2)一般来说，实验中测得的ΔEp________ΔEk(填“大于”、“等于”或“小于”)，这是因为__________________． 答案　(1)mg(x0＋x1)　　在误差允许的范围内，重物下落过程中机械能守恒　(2)大于　重物克服阻力做功 解析　(1)打出点C时的速度为vC＝＝，所以ΔEk＝mv＝. (2)由于阻力的存在，所以重物减少的重力势能一般大于增加的动能． 1．为了验证机械能守恒定律，某研究性学习小组的同学利用透明直尺和光电计时器设计了一套实验装置，如图1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，所用的光电门传感器可测的最短时间为0.01 ms.将具有很好挡光效果的宽度为d＝3.8×10－3 m的黑色磁带贴在透明直尺上．实验时，将直尺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Δti与图中所示的高度差Δhi，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示(表格中M为直尺质量，取g＝9.8 m/s2)． 图1 Δti(10－3 s) vi＝(m·s－1) ΔEi＝Mv－Mv Δhi(m) MgΔhi 1 1.21 3.13 2 1.15 3.31 0.58M 0.06 0.58M 3 1.00 3.78 2.24M 0.23 2.25M 4 0.95 4.00 3.10M 0.32 3.14M 5 0.90 0.41 (1)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vi＝求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是： ________________________________________________________________________. (2)请将表格中的数据填写完整． (3)通过实验得出的结论是： ________________________________________________________________________. (4)根据该实验，请你判断下列ΔEk－Δh图像中正确的是(　　) 答案　(1)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度 (2)4.22　4.01M　4.02M (3)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 (4)C 解析　(1)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度，故直尺上磁带通过光电门的瞬