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专题8.9实验:验证机械能守恒定律(常规)
【人教版】
【题型1原理与操作】
【题型2数据处理】
【题型3误差分析】
【题型1原理与操作】
【例1】在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中,电源的频率为50Hz,依次打
出的点为0,1,2,3,4,…,n。则:
(1)如用第2点到第6点之间的纸带来验证,必须直接测量的物理量为________________、
________________、________________,必须计算出的物理量为________________、
________________,验证的表达式为____________________。
(2)下列实验步骤操作合理的排列顺序是________(填写步骤前面的字母)。
A.将打点计时器竖直安装在铁架台上
B.接通电源,再松开纸带,让重物自由下落
C.取下纸带,更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验
D.将重物固定在纸带的一端,让纸带穿过打点计时器,用手提着纸带
E.选择一条纸带,用刻度尺测出物体下落的高度h,h,h,…,h,计算出对应的瞬时
123n
速度v,v,v,…,v
123n
1
2
F.分别算出m和mgh,在实验误差允许的范围内看是否相等
vnn
2
【变式1-1】利用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
(1)为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的________。
A.动能变化量与势能变化量
B.速度变化量与势能变化量
C.速度变化量与高度变化量
(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材
中,还必须使用的两种器材是________。
A.交流电源B.刻度尺C.天平(含砝码)
(3)实验中,先接通电源,再释放重物,得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连
续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为h、h、h。已知当地重力加速
ABC
度为g,打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中,重
物的重力势能变化量ΔE=________,动能变化量ΔE=______________。
pk
(4)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是________。
A.利用公式=gt计算重物速度
v
B.利用公式v=2gh计算重物速度
C.空气阻力和摩擦力的影响
D.没有采用多次实验取平均值的方法
(5)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒,在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始
2
点O的距离h,计算对应计数点的重物速度,描绘-h图像,并做如下判断:若图像是一
vv
条过原点的直线,则重物下落过程中机械能守恒,请你分析论证该同学的判断是否正确:
________(填“正确”或“不正确”)。
【变式1-2】如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,
利用此装置验证机械能守恒定律。
(1)对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是________。
A.重物选用质量和密度较大的金属锤
B.两限位孔在同一竖直面内上下对正
C.精确测量出重物的质量
D.用手托稳重物,接通电源后,撒手释放重物
(2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上,按正确操作得到了一
条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示。纸带上各点是打点计时器打
出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距
离直接测出,利用下列
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