2020版高考物理總復(fù)習(xí)第五章第5節(jié)實(shí)驗(yàn)探究動能定理驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律教學(xué)案新人教版

1、2020版高考物理總復(fù)習(xí)第五章第5節(jié)實(shí)驗(yàn)：研究動能定理考證機(jī)械能守恒定律教教案新人教版2020版高考物理總復(fù)習(xí)第五章第5節(jié)實(shí)驗(yàn)：研究動能定理考證機(jī)械能守恒定律教教案新人教版19/192020版高考物理總復(fù)習(xí)第五章第5節(jié)實(shí)驗(yàn)：研究動能定理考證機(jī)械能守恒定律教教案新人教版第5節(jié)實(shí)驗(yàn)：研究動能定理考證機(jī)械能守恒定律夯實(shí)基礎(chǔ)一、實(shí)驗(yàn)：研究動能定理1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯縿幽芏ɡ砀形驅(qū)嶒?yàn)方案的設(shè)計和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的辦理方法2實(shí)驗(yàn)的方法：以下圖，挨次用2根、4根、6根相同的橡皮筋與物體相連結(jié)，而且每次將橡皮筋拉伸相同的長度，這樣操作，不必計算便可知道橡皮筋對物體所做的功挨次為W、2W、3W而每次橡皮筋對物體做功后的速度

2、，可用打點(diǎn)計時器測出3實(shí)驗(yàn)器械：打點(diǎn)計時器(含紙帶、學(xué)生電源、復(fù)寫紙、連結(jié)導(dǎo)線)、同種橡皮條(10根)、小車、長木板、釘子、刻度尺4實(shí)驗(yàn)步驟：按圖連結(jié)好器械橡皮筋的一端套在小車上，另一端套在釘子上，第一次用兩根橡皮筋將長木板傾斜一個角度，使重力沿斜面向下的分力均衡小車遇到的摩擦力將小車?yán)綔惤螯c(diǎn)計時器的地點(diǎn)(在橡皮筋彈性限度內(nèi))，并標(biāo)志下此地點(diǎn)；接通電源后放手換上紙帶，并在紙帶上做好標(biāo)志，每次增添兩根橡皮筋，而后將小車?yán)酵坏攸c(diǎn)，接通電源后放手挨次再做四次依據(jù)紙帶求橡皮筋對小車做功后的速度在每條紙帶上找出點(diǎn)間間距相等的那部分，它記錄的是小車做勻速運(yùn)動的狀況，以下圖的計數(shù)點(diǎn)B、E、C部分用刻

3、度尺量出計數(shù)點(diǎn)之間的距離d，設(shè)相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為T，那么，橡皮筋對小車做功后的速度：CB、vid_2T_(5)剖析丈量數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論依據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)Wi與vi，猜想Wi與vi的關(guān)系，先看它們能否知足最簡單的正比關(guān)系，即：Wv.接著再猜想2？大概建立后，再作2iiiiii行考證25實(shí)驗(yàn)結(jié)論：Wivi.6實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意事項(xiàng)均衡摩擦力：實(shí)驗(yàn)中的小車不行防止地要遇到摩擦力的作用，為了保證橡皮筋對物體的功就是合外力的功，一定想法清除摩擦力的影響可采納將木板一端墊高的方法來實(shí)現(xiàn)將木板一端墊高，讓自由小車(不系橡皮筋時)能在木板上勻速運(yùn)動，使重力沿斜面方向的分力與摩擦力相均衡，就除去了摩擦力的影響每

4、次實(shí)驗(yàn)所用的每條橡皮筋，其長度、資料和粗細(xì)都應(yīng)是相同的，而且橡皮筋拉伸的長度都保持一致打點(diǎn)計時器打出的紙帶上相鄰各點(diǎn)的間距其實(shí)不均勻，應(yīng)選點(diǎn)間間距相等的一段紙帶來計算小車的速度，因這一小段是橡皮筋對小車做功完成時的情況二、實(shí)驗(yàn)：考證機(jī)械能守恒定律1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模嚎甲C物體做自由落體運(yùn)動機(jī)遇械能守恒穩(wěn)固由紙帶求剎時速度的方法，體驗(yàn)偏差剖析2實(shí)驗(yàn)原理：自由著落的物體只有重力做功，若減小的勢能等于增添的動能，即：_EpEk_，則物體機(jī)械能守恒3實(shí)驗(yàn)的方法：讓連著紙帶的重物由靜止自由著落，重物著落的高度h，和著落高度h時重物的速度v，可依據(jù)紙帶得出看_gh1v2_能否建立？24實(shí)驗(yàn)器械：鐵架臺、重物、打點(diǎn)計

5、時器、低壓溝通電源、開關(guān)、刻度尺、復(fù)寫紙、紙帶、導(dǎo)線5實(shí)驗(yàn)步驟：按裝置圖a安裝好器械，注意打點(diǎn)計時器板面豎直，保證兩個限位孔中心在同一豎直線上，并用導(dǎo)線將計時器接到低壓溝通電源上(2)將長約1米的紙帶一端用小夾子固定在重物上后，另一端(上端)穿過打點(diǎn)計時器限位孔，用手提著紙帶，使重物靜止并湊近計時器的下方接通電源，讓重物帶動紙帶自由著落，計時器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)換幾次紙帶，重復(fù)上述(2)、(3)步驟(5)在所獲取的紙帶中，選用點(diǎn)跡清楚的3條紙帶進(jìn)行丈量先記下第一點(diǎn)作為O點(diǎn)，再在紙帶上點(diǎn)跡清楚部分挨次連續(xù)地選用三個計數(shù)點(diǎn)，且相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間的時間相等，設(shè)為T，如圖b所示的D、E、F三點(diǎn)，用刻度

6、尺測出距O點(diǎn)到E點(diǎn)的距離設(shè)為hi，以及D、F間的距離s.s用公式vi，計算出E點(diǎn)對應(yīng)速度2T2看勢能減少許mghi能否等于動能增添量mvi.6實(shí)驗(yàn)結(jié)論：重物自由著落機(jī)遇械能守恒7實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)(1)因?yàn)椴恍枰牢矬w在某點(diǎn)動能和勢能的詳細(xì)數(shù)值，所以不用丈量物體的質(zhì)量m，而只需考證12vighi就行了2打點(diǎn)計時器要豎直架穩(wěn)，使板面在同一豎直平面內(nèi)，其兩限位孔中心要在同一豎直線上，以盡量減少紙帶與打點(diǎn)計時器間的摩擦阻力實(shí)驗(yàn)時，一定先接通電源，讓打點(diǎn)計時器正常工作后才能松開紙帶讓重物著落(4)丈量著落高度時，都一定從開端點(diǎn)算起，不可以弄錯為了減小丈量h值的相對偏差，選用的各個計數(shù)點(diǎn)要離開端點(diǎn)適合

7、遠(yuǎn)些因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中不行防止地存在紙帶與限位孔、振針間的摩擦及空氣阻力作用，所以減小的重力勢能值E要大于增添的動能值E.pk考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)原理與操作90【p】考點(diǎn)打破例1“研究動能定理”的實(shí)驗(yàn)裝置以下圖，當(dāng)小車在兩條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W0.當(dāng)用4條、6條、8條完好相同的橡皮筋并在一同進(jìn)行第2次、第3次、第4次實(shí)驗(yàn)時，橡皮筋對小車做的功記為2W0、3W0、4W0，每次實(shí)驗(yàn)中由靜止彈出的小車獲取的最大速度均可由打點(diǎn)計時器所打的紙帶測出對于實(shí)驗(yàn)，以下說法正確的選項(xiàng)是()A某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中，獲取一條記錄紙帶，紙帶上打出的點(diǎn)，兩頭密、中間疏，出現(xiàn)這類狀況的原由，可能是木板傾角過大B當(dāng)小車

8、速度達(dá)到最大時，小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處C應(yīng)選擇紙帶上點(diǎn)距均勻的一段計算小車的最大速度D應(yīng)選擇紙帶上第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的一段計算小車的最大速度【分析】木板傾角過大時，小車在中間段做加快運(yùn)動，中間段相鄰兩點(diǎn)之間的間隔會愈來愈大，選項(xiàng)A錯誤；當(dāng)橡皮筋處于原長時，小車達(dá)到最大速度，而不是小車在兩鐵釘?shù)倪B線處，選項(xiàng)B錯誤；本實(shí)驗(yàn)均衡阻力后，橡皮筋做功結(jié)束后，小車做勻速直線運(yùn)動，選項(xiàng)C正確、選項(xiàng)D錯誤【答案】C例2利用圖示裝置進(jìn)行考證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)時，需要丈量物體由靜止開始自由著落到某點(diǎn)時的剎時速度v和著落高度h.某班同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)獲取的紙帶，設(shè)計了以下四種丈量方案：a用刻度尺測出物體著落的高度h，并測

9、出著落時間t.經(jīng)過vgt計算出剎時速度v.b用刻度尺測出物體著落的高度h，并經(jīng)過v2gh計算出剎時速度v.依據(jù)做勻變速直線運(yùn)動時紙帶上某點(diǎn)的剎時速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的均勻速v2度，測算出剎時速度v，并經(jīng)過h2g計算出高度h.d用刻度尺測出物體著落的高度h，依據(jù)做勻變速直線運(yùn)動時紙帶上某點(diǎn)的剎時速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的均勻速度，測算出剎時速度v.以上方案中只有一種正確，正確的選項(xiàng)是_(填入相應(yīng)的字母)【分析】假如用a、b、c方案計算就等于已經(jīng)認(rèn)可重物降落過程中機(jī)械能守恒了，不用考證了，所以剎時速度應(yīng)依據(jù)“勻變速直線運(yùn)動中某段時間的中點(diǎn)時刻的速度等于這段時間的均勻速度”這一規(guī)律求得，

10、而重物著落的高度可直接測出a、b、c三項(xiàng)均不正確【答案】d針對訓(xùn)練1在用以下圖的裝置做“研究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中以下說法不正確的選項(xiàng)是(D)A為了均衡摩擦力，實(shí)驗(yàn)中能夠?qū)㈤L木板的左端適合墊高，使小車?yán)┻^打點(diǎn)計時器的紙帶自由下滑時能保持勻速運(yùn)動B為簡易起見，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的規(guī)格要相同，拉伸的長度要相同C能夠經(jīng)過改變橡皮筋的條數(shù)來改變拉力做功的數(shù)值D能夠經(jīng)過改變小車的質(zhì)量來改變拉力做功的數(shù)值依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了以下圖的Wv圖象，以下切合實(shí)質(zhì)的是(B)某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中，獲取一條記錄紙帶紙帶上打出的點(diǎn)，兩頭密、中間疏出現(xiàn)這類狀況的原由是：_可能沒有使木板傾斜或傾角太小_.2某同學(xué)用圖甲所

11、示的實(shí)驗(yàn)裝置考證機(jī)械能守恒定律已知打點(diǎn)計時器所用電源的頻次為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓涌於葹間9.80m/s2.實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)獲取的一條點(diǎn)跡清楚的完好紙帶如圖乙所示紙帶上的第一個點(diǎn)記為O，另選連續(xù)的三個點(diǎn)A、B、C進(jìn)行丈量，圖中給出了這三個點(diǎn)到O點(diǎn)的距離hA、hB和hC的值回答以下問題(計算結(jié)果保存3位有效數(shù)字)(1)打點(diǎn)計時器打B點(diǎn)時，重物速度的大小vB_3.90_m/s;經(jīng)過剖析該同學(xué)丈量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果能否考證了機(jī)械能守恒定律？簡要說明剖析的依照1222能考證.2vB7.61(m/s)，ghB7.70(m/s)12mgh，近似考證機(jī)械能守恒定律2BB考點(diǎn)2數(shù)據(jù)辦理、偏差剖析91】【p考點(diǎn)

12、打破例3現(xiàn)要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)考證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置以下圖：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由越過輕質(zhì)圓滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門，能夠丈量遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間t，用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌底端C點(diǎn)的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A、B兩點(diǎn)的距離，將遮光片經(jīng)過光電門的均勻速度看做滑塊經(jīng)過B點(diǎn)時的剎時速度用g表示重力加快度達(dá)成以下填空和作圖若將滑塊自A點(diǎn)由靜止開釋，則在滑塊從A運(yùn)動至B的過程中，滑塊、遮光片與砝碼構(gòu)成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為_動能的增添量可表示

13、為11_若在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒，t2與s的關(guān)系式為t2_(2)多次改變光電門的地點(diǎn)，每次均令滑塊自同一點(diǎn)(A點(diǎn))下滑，丈量相應(yīng)的s與t值，結(jié)果如表所示：12345s/m0.6000.8001.0001.2001.400t/s8.227.176.445.855.43122t2/10s1.481.952.412.923.391以s為橫坐標(biāo)，t2為縱坐標(biāo)，在座標(biāo)紙中描出第1個到第5個數(shù)據(jù)點(diǎn)；依據(jù)5個數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線，求得該直線的斜率k_102m1s2(保存3位有效數(shù)字)由測得的h、d、1b、M和m數(shù)值能夠計算出t2s直線的斜率k0，將k和k0進(jìn)行比較，若其差值在實(shí)驗(yàn)同意的范圍內(nèi)，則可以為此實(shí)驗(yàn)考證了機(jī)

14、械能守恒定律h【分析】(1)滑塊的重力勢能減小Mgsd，砝碼的重力勢能增添mgs，故系統(tǒng)的重力hhb勢能的減小量為Mgsdmgs(Mdm)gs.滑塊經(jīng)過B點(diǎn)時的剎時速度vt，系統(tǒng)動能的增添量為121b2(Mm)v(Mm)().若在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒，則有22th2（Mm）gb21dm)(t)，則t2b2（Mm）s.(2)第1個和第5個數(shù)據(jù)點(diǎn)及所作直線見以下圖h1(Mm)gs(Md2直線的斜率約為k2.36102m1s2.h12b【答案】(1)(Mm)gs(Mm)2d2t均正確)h2（Mm）gd（Mm）b2s(2)作圖看法析2.36(2.322.40例4以下圖為“用打點(diǎn)計時器考證機(jī)械能守恒定律

15、”的實(shí)驗(yàn)裝置2量為0.2kg.實(shí)驗(yàn)中獲取一條點(diǎn)跡清楚的紙帶以下圖，打P點(diǎn)時，重物的速度為零，A、B、C為此外3個連續(xù)點(diǎn)依據(jù)圖中的數(shù)據(jù)可知，重物由P點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，重力勢能減少許Ep_J(結(jié)果保存三位有效數(shù)字)(2)若PB的距離用h表示，打B點(diǎn)時重物的速度為v，理論受騙二者間的關(guān)系式知足B_時，說明著落過程中重物的機(jī)械能守恒(3)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)重物增添的動能略小于減少的重力勢能，其主要原由是_A重物的質(zhì)量過大B重物的體積過小C電源的電壓偏低D重物及紙帶在著落時遇到阻力【分析】(1)重力勢能減小量：p0.0501J9.82102J.Emgh0.29.8(2)要考證物體從P到B的過程中機(jī)械能能否守恒，則需

16、知足122，說mvmgh，即v2gh2BB明著落過程中重物的機(jī)械能守恒；重物的質(zhì)量過大，重物和紙帶遇到的阻力相對較小，所以有益于減小偏差，故A錯誤重物的體積過小，有益于減小阻力，所以有益于減小偏差，故B錯誤電源的電壓偏低，電磁鐵產(chǎn)生的吸力就會減小，吸力不夠，打出的點(diǎn)也就不清楚了，與偏差的產(chǎn)生沒相關(guān)系，故C錯誤重物及紙帶在著落時遇到阻力，從能量轉(zhuǎn)變的角度，因?yàn)樽枇ψ龉?，重力勢能減小除了轉(zhuǎn)變給了動能還有一部分轉(zhuǎn)變給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，所以重物增添的動能略小于減少的重力勢能，故D正確【答案】(1)9.82102(2)v22gh(3)DB【小結(jié)】利用重物帶動紙帶豎直向著落做“考證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)的考察

17、，主要在數(shù)據(jù)的計算辦理和偏差剖析雙方面1數(shù)據(jù)辦理和守恒的考證有以下三種方法：121方法一：利用開端點(diǎn)和第n點(diǎn)計算，代入ghn和2vn，假如在實(shí)驗(yàn)偏差同意的范圍內(nèi)ghn2vn，則考證了機(jī)械能守恒定律任取兩點(diǎn)A、B測出hAB，算出ghAB.212算出2vB2vA的值12假如在實(shí)驗(yàn)偏差同意的范圍內(nèi)ghAB2vB2vA，則考證了機(jī)械能守恒定律1方法三：圖象法從紙帶上選用多個點(diǎn)，丈量從第一點(diǎn)到其余各點(diǎn)的著落高度h，并計算21212各點(diǎn)速度的平方v，而后以2v為縱軸，以h為橫軸，依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出2vh圖線若在誤差同意的范圍內(nèi)圖象是一條過原點(diǎn)且斜率為g的直線，則考證了機(jī)械能守恒定律2偏差剖析實(shí)質(zhì)上重物和紙帶

18、著落過程中要戰(zhàn)勝阻力(主假如打點(diǎn)計時器的阻力)做功，故動能的增添量必然稍小于勢能的減少許，這是屬于系統(tǒng)偏差，減少空氣阻力影響產(chǎn)生的方法是：使紙帶下掛的重物重力大些，且體積要小打點(diǎn)計時器產(chǎn)生的偏差因?yàn)闇贤娭芷诘淖兓瞧鸫螯c(diǎn)時間間隔變化而產(chǎn)生偏差計數(shù)點(diǎn)選擇不好、振動片振動不均勻、紙帶擱置方法不正確惹起摩擦，造成實(shí)驗(yàn)偏差打點(diǎn)時的阻力對紙帶的運(yùn)動性質(zhì)有影響，這也屬于系統(tǒng)偏差(3)因?yàn)闇y長度帶來的偏差屬有時偏差，減少方法：一是測距離時都應(yīng)從O點(diǎn)量起，二是多測幾次取均勻值物體著落過程中經(jīng)過某一地點(diǎn)的速度能夠用光電計時器測出來，利用這類裝置考證機(jī)械能守恒定律，能除去紙帶與限位孔的摩擦阻力帶來的系統(tǒng)偏差針

19、對訓(xùn)練3如圖1，用光電門等器械考證機(jī)械能守恒定律直徑為d、質(zhì)量為m的金屬小球由處靜止開釋，著落過程中經(jīng)過A處正下方的B處固定的光電門，測得A、B的距離為H(H光電門測出小球經(jīng)過光電門的時間為t，當(dāng)?shù)氐闹亓涌於葹間，則Ad)，錯誤!,圖2)(1)小球經(jīng)過光電門dB時的速度表達(dá)式為_v_；t(2)多次改變高度H，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，作出隨H的變化圖象如圖2所示，當(dāng)圖中已知量t0、12gH0和重力加快度g及小球直徑d知足以下表達(dá)式_2d2H0_時，可判斷小球著落過程中機(jī)械t0能守恒；(3)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)動能增添量Ek老是小于重力勢能減少許Ep，若增添著落高度，則EpEk將_增添_(選填“增添”“減小”或“不

20、變”)【分析】(1)極短時間內(nèi)的均勻速度等于剎時速度，則小球經(jīng)過光電門B的速度表達(dá)式vdt；1d2(2)若小球著落過程中機(jī)械能守恒，則mgH02mt0，整理得，12gH.220t0d(3)因?yàn)樵撨^程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多；故增添著落高度后，則EpEk將增大4為了“研究動能改變與合外力做功”的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計了以下實(shí)驗(yàn)方案：A第一步：他把帶有定滑輪的木板有滑輪的一端墊起，把質(zhì)量為M的滑塊經(jīng)過細(xì)繩與質(zhì)量為m的帶夾重錘相連，而后越過定滑輪，重錘夾后連一紙帶，穿過打點(diǎn)計時器，調(diào)整木板傾角，直到輕推滑塊后，滑塊沿木板勻速運(yùn)動如圖甲所示B第二步：保持長木板的傾角不變，將打點(diǎn)計時器安裝在長木

21、板湊近滑輪處，取下細(xì)繩和重錘，將滑塊與紙帶相連，使其穿過打點(diǎn)計時器，而后接通電源開釋滑塊，使之從靜止開始加快運(yùn)動，打出紙帶，如圖乙所示打出的紙帶以以下圖：試回答以下問題：已知O、A、B、C、D、E、F相鄰計數(shù)的時間間隔為T，依據(jù)紙帶求滑塊速度，當(dāng)打點(diǎn)計x2xx1時器打A點(diǎn)時滑塊速度vA_3_，打點(diǎn)計時器打B點(diǎn)時滑塊速度vB_2T2T已知重錘質(zhì)量m，當(dāng)?shù)氐闹丶涌於萭，要測出某一過程合外力對滑塊做的功還一定測出這一過程滑塊_下滑的位移x_(寫出物理名稱及符號)，合外力對滑塊做功的表達(dá)式W合_mgx_測出滑塊運(yùn)動OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力對滑塊所做的功，WA、WB、WC、DE2為縱

22、軸，以W為橫軸建坐標(biāo)系，描點(diǎn)作出2W圖象，可知它是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的W、W以vv2傾斜直線，若直線斜率為k，則滑塊質(zhì)量M_k【分析】由時間中點(diǎn)的剎時速度等于這段時間的均勻速度得OBx2x3x12T；v.AB因整個系統(tǒng)在圖甲中勻速運(yùn)動，撤去重錘后，滑塊下滑時所遇到的合外力就是重錘的重力，由動能定理，只需知道滑塊下滑的位移x便可得合外力所做的功，且協(xié)力功為mgx.122由動能定理可得W2Mv，若描點(diǎn)作出vW圖象，是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，直2線斜率為k，滑塊質(zhì)量M.k考點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)的改良與創(chuàng)新【p92】考點(diǎn)打破例5DIS實(shí)驗(yàn)是利用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)“用DIS研究機(jī)械能守恒定律”的裝置如圖(

23、a)所示，搖動小球上安裝有遮光片J，其寬度s已輸入計算機(jī)，在圖中A、B、C、D四周都安上光電傳感器，并將所測得的數(shù)據(jù)都自動輸入計算機(jī)辦理，由計算機(jī)程序計算出所需的物理量，并畫出圖象某組同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中，選擇DIS以圖象方式顯示實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，獲取三條圖線，如圖(b)所示圖象的橫軸表示小球距D點(diǎn)的高度h，縱軸表示擺球的重力勢能Ep、動能Ek或機(jī)械能E.試回答以下問題：圖(b)圖象中，表示小球的重力勢能Ep、動能Ek、機(jī)械能E隨小球距D點(diǎn)的高度h變化關(guān)系的圖線分別是_(按次序填寫相應(yīng)圖線所對應(yīng)的文字)；圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，小球起到_的作用，傳感器K的名稱是_；依據(jù)圖(b)所示的實(shí)驗(yàn)圖象，能夠得出

24、的結(jié)論是_.【分析】(1)重力勢能隨小球距D點(diǎn)高度的增添而增大，動能隨小球距D點(diǎn)高度的增添而減小，而機(jī)械能不變，故乙表示重力勢能Ep，丙表示動能Ek，甲表示機(jī)械能E.(2)圖(a)所示的裝置中，小球起到擋光片的作用，而傳感器K的名稱是光電傳感器(3)由圖線(b)所示的圖象能夠看出，小球在動能和重力勢能互相轉(zhuǎn)變過程中，機(jī)械能是守恒的【答案】(1)乙、丙、甲擋光片(或遮光片、遮光板)光電門傳感器(或光電門、光電傳感器)在偏差同意的范圍內(nèi)，在只有重力做功的狀況下，小球的機(jī)械能守恒例6傳感器是一種將非電學(xué)量變換成電信號的檢測裝置，它是實(shí)現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)；某物理課外活動小組利使勁傳感器和位

25、移傳感器進(jìn)一步研究變力作用下的動能定理如圖甲所示，他們使勁傳感器經(jīng)過定滑輪直接拉固定在小車上的細(xì)繩，測出拉力F；用位移傳感器測出小車的位移s和剎時速度已知小車質(zhì)量為200g.(1)某次實(shí)驗(yàn)得出拉力F隨位移s變化規(guī)律如圖乙所示，速度v隨位移s變化規(guī)律如圖丙所示利用所得的Fs圖象，求出s0.30m到0.52m過程中力F做功W_J，此過程動能的變化Ek_J(保存2位有效數(shù)字)以下狀況中可減小實(shí)驗(yàn)偏差的操作是_(填選項(xiàng)前的字母，可能不只一個選項(xiàng))A使拉力F要遠(yuǎn)小于小車的重力B實(shí)驗(yàn)時要先均衡摩擦力C要使細(xì)繩與木板表面平行【分析】(1)依據(jù)Fs圖象可知，當(dāng)s10.30m時，F(xiàn)11.00N，s20.52m時

26、，F(xiàn)20.60N，所以：WF1F2(ss)0.18J，速度v隨位移s變化圖象可知：s0.30m，v0，221111212s20.52m時，v21.28m/s，Ek2mv22mv10.16J該實(shí)驗(yàn)中不是利用懸掛的重物的重力表示繩索的拉力，而是直接丈量出繩索的拉力，所以不需要使拉力F要遠(yuǎn)小于小車的重力，故A錯誤；當(dāng)均衡了摩擦力和細(xì)繩與木板表面平行時，繩索上的拉力才等于小車所受合外力，故B、C正確【答案】(1)0.170.16(2)BC針對訓(xùn)練5一個同學(xué)要研究輕質(zhì)彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關(guān)系，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：在離地面高度為h的圓滑水平桌面上，沿著與桌子邊沿垂直的方向擱置一輕質(zhì)彈簧，其左端固定

27、，右端與質(zhì)量為m的一個小鋼球接觸當(dāng)彈簧處于自然長度時，小鋼球恰幸虧桌子邊沿，以下圖讓鋼球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止開釋，使鋼球沿水平方向射出桌面，小鋼球在空中飛翔后落在水平川面上，水平距離為s.請你推導(dǎo)出彈簧的彈性勢能Ep與小鋼球質(zhì)量m、桌面離地面高度h、小鋼球飛翔的水平距離s等物理量之間的關(guān)系式(2)彈簧的壓縮量x與對應(yīng)的鋼球在空中飛翔的水平距離s的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以下表所示：彈簧的壓縮量1.502.002.503.003.501.00 x(cm)小鋼球飛翔的水1.052.012.483.013.501.01平距離s(cm)依據(jù)上邊的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請你猜想彈簧的彈性勢能Ep與彈簧的壓縮量x之間相關(guān)系？

28、為什么？12【分析】(1)先求出小球平拋的初速度v0，由sv0t，hgt2兩式得：v0sg2h再依據(jù)彈簧與小球構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒：E121g2mgs222)p0(2)由表格第1、3、4、5、6組數(shù)據(jù)可知：在偏差同意的范圍內(nèi)，彈簧的壓縮量x與鋼球飛翔的水平距離s成正比，而第2組可能是丈量的錯誤所以彈性勢能Ep與彈簧的壓縮量x的平方成正比，即Epx2.6某同學(xué)用以下圖的裝置，分別考證“動能定理”及“機(jī)械能守恒定律”，在裝置中，氣墊導(dǎo)軌上滑塊的質(zhì)量為M，鉤碼的質(zhì)量為m，遮光條寬度為d，兩光電門間的距離為L，滑塊經(jīng)過兩光電門，記錄的時間分別為t、t，當(dāng)?shù)氐闹亓涌於葹間.12開通氣源，實(shí)驗(yàn)前要調(diào)理氣

29、墊導(dǎo)軌水平，在不供給其余器械的狀況下，判氣絕墊導(dǎo)軌能否水平的方法是：_不連結(jié)_(填“連結(jié)”或“不連結(jié)”)懸掛鉤碼的細(xì)繩，給滑塊一個初速度，察看_滑塊經(jīng)過兩個光電門記錄的時間能否相等_要用上述裝置研究滑塊遇到的合外力做的功與滑塊動能變化的關(guān)系，要使繩中拉力近1似等于鉤碼的重力，則m與M之間的關(guān)系應(yīng)知足_Mm_；實(shí)驗(yàn)要考證的表達(dá)式為_mgL2dMt221d2Mt12_(3)要用上述裝置研究系統(tǒng)在運(yùn)動中的機(jī)械能關(guān)系，滑塊從光電門1運(yùn)動到光電門2的過程中知足關(guān)系式1_mgL2(Mm)dt2212(Mm)dt12_時(用已知量表示)，系統(tǒng)機(jī)械能守恒若丈量過程中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)動能增量老是略大于鉤碼重力勢能的減少

30、許，可能的原由是平導(dǎo)軌不水平，右端高_(dá)【分析】(1)判氣絕墊導(dǎo)軌能否水平的方法是：不連結(jié)懸掛鉤碼的細(xì)繩，給滑塊一個初速_水度，察看滑塊經(jīng)過兩個光電門記錄的時間能否相等(2)要使繩中拉力近似等于鉤碼的重力，則m與M之間的關(guān)系應(yīng)知足：m遠(yuǎn)小于M，滑塊通d1d21d2過光電門的剎時速度為：vt，則實(shí)驗(yàn)要考證的表達(dá)式為：mgL2Mt22Mt1.(3)要考證機(jī)械能守恒，即重力勢能的減少許等于動能的增添量，即考證：1mgL(M2d21d2m)t22(Mm)t1；將氣墊導(dǎo)軌傾斜后，因?yàn)榛瑝K的重力勢能的減少沒有計入，故增添的動能和減少的重力勢能不相等；若右邊高，系統(tǒng)動能的增添量大于重力勢能的減少許即系統(tǒng)動能增

31、量老是略大于鉤碼重力勢能的減少許，可能的原由是水平導(dǎo)軌不水平，右端高考點(diǎn)集訓(xùn)【p297】1物體在空中著落的過程中，重力做正功，物體的動能愈來愈大，為了“研究重力做功和物體動能變化的定量關(guān)系”，我們供給了以下圖的實(shí)驗(yàn)裝置(1)某同學(xué)依據(jù)所學(xué)的知識聯(lián)合圖設(shè)計一個對于本實(shí)驗(yàn)情況的命題：質(zhì)量為m的小球在重力mg作用下從開始端自由著落至光電門發(fā)生的_位移x_，經(jīng)過光電門時的_剎時速度v_，嘗試究重力做的功_mgx_與小球動能變化量_1mv2_的定量關(guān)系請你在空格2處填寫物理量的名稱和對應(yīng)符號；在空格處填寫數(shù)學(xué)表達(dá)式某同學(xué)依據(jù)上述命題進(jìn)行以下操作并測出以下數(shù)據(jù)用天平測定小球的質(zhì)量為0.50kg；用游標(biāo)卡尺

32、測出小球的直徑為10.0mm；用刻度尺測出電磁鐵下端到光電門的距離為80.80cm；電磁鐵先通電，讓小球吸在開始端；電磁鐵斷電時，小球自由著落；在小球經(jīng)過光電門時間內(nèi)，計時裝置記下小球經(jīng)過光電門所用時間為此可算得小球經(jīng)過光電門的速度為_4_m/s；計算得出重力做的功為_4.04_J，小球動能變化量為_4.00_J2.50103s，由(結(jié)果保存三位數(shù)字，重力加快度取10m/s)【分析】(1)此題的實(shí)驗(yàn)原理是比較在著落過程中重力做的功和物體增添的動能在數(shù)值上有什么關(guān)系所以丈量小球著落的位移x和著落位移x時所對應(yīng)的速度v，比較重力做的功Wmgx和動能的增添量Ek12mv2的關(guān)系即可(2)小球經(jīng)過光電

33、門的速度能夠用小球經(jīng)過光電門這段很短時間內(nèi)的均勻速度來表示，vd12t4.0m/s，Wmgx4.04J，Ek2mv4.00J.2“考證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虿杉{如圖甲或乙所示的方案來進(jìn)行甲方案為用自由落體實(shí)驗(yàn)考證機(jī)械能守恒定律，乙方案為用斜面小車實(shí)驗(yàn)考證機(jī)械能守恒定律比較這兩種方案，_甲_(填“甲”或“乙”)方案好一些，原由是_因?yàn)檫@個方案摩擦阻力小，偏差小_圖丙所示是該實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶，測得每兩個計數(shù)點(diǎn)間的距離以下圖，已知每兩個計數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔T0.1s物體運(yùn)動的加快度22a_4.8_m/s(4.7_m/s4.9_m/s2)_；該紙帶是采納_乙_(填“甲”或“乙”)實(shí)驗(yàn)方案獲取的

34、簡要寫出判斷依照_因?yàn)槲矬w運(yùn)動的加快度比重力加快度小得多_【分析】(1)機(jī)械能守恒的前提是只有重力做功，實(shí)質(zhì)操作的方案中應(yīng)當(dāng)使摩擦力越小越好故甲方案好一些xDExBCxCDxAB2(2)a4.8m/s，因a遠(yuǎn)小于g，故為斜面上小車下滑的加快度所以4T2該紙帶采納圖乙所示的實(shí)驗(yàn)方案3如圖為考證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置表示圖現(xiàn)有的器械為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點(diǎn)計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平回答以下問題：為達(dá)成此實(shí)驗(yàn)，除了所給的器械，還需要的器械有_AD_(填入正確選項(xiàng)前的字母)A米尺B秒表C012V的直流電源D012V的溝通電源實(shí)驗(yàn)中偏差產(chǎn)生的原由有_紙帶和打點(diǎn)計時器之間有摩擦；用米尺丈量紙帶

35、上點(diǎn)的位置時讀數(shù)有偏差；計算勢能變化時選用的始末點(diǎn)距離過近；溝通電頻次不穩(wěn)固_(寫出兩個原由)【分析】(1)本實(shí)驗(yàn)需丈量長度，但不需要計時，溝通電源，C項(xiàng)錯誤，D項(xiàng)正確A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯誤；打點(diǎn)計時器需要用摩擦和長度丈量讀數(shù)問題是產(chǎn)生偏差的主要原由4用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置考證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)時接通電源，質(zhì)量為m2的重物從高處由靜止開釋，質(zhì)量為m1的重物拖著紙帶打出一系列的點(diǎn)，圖乙是實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，A是打下的第1個點(diǎn)，量出計數(shù)點(diǎn)E、F、G到A點(diǎn)距離分別為d1、d2、d3，每相鄰兩計數(shù)點(diǎn)的計時間隔為T，當(dāng)?shù)刂亓涌於葹間.(以下所求物理量均用已知符號表達(dá)，m2m1)2（mm）（dd）1231

36、(1)在打點(diǎn)AF的過程中，系統(tǒng)動能的增添量Ek_8T2_，系統(tǒng)重力勢能的減少許E_(mm)gd_，比較E、E大小即可考證機(jī)械能守恒定律p212kp2(2)某同學(xué)依據(jù)紙帶算出各計數(shù)點(diǎn)速度，并作出vd圖象如圖丙所示，若圖線的斜率k2m2m1_g_，即可考證機(jī)械能守恒定律m1m2【分析】(1)因?yàn)槊肯噜弮捎嫈?shù)點(diǎn)的計時間隔為T，依據(jù)某段時間內(nèi)的均勻速度等于中間時刻的剎時速度求出點(diǎn)F的剎時速度：vFd3d1.2T122(mm)(dd)在AF過程中系統(tǒng)動能的增量E12312(mm)v8T2.k12F系統(tǒng)重力勢能的減小量為E(mm)gd.p21212(2)此題中依據(jù)機(jī)械能守恒可知，(m2m1)gd2(m1m

37、2)v，12mm12mm即有：v21vd圖象中圖象的斜率k21gd，所以2g.2m1m2m1m25某同學(xué)利用以下圖的裝置“研究動能定理”在氣墊導(dǎo)軌上安裝了兩光電門1、2，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過定滑輪與鉤碼相連實(shí)驗(yàn)時，測出光電門1、2間的距離為L，遮光條的寬度為d，滑塊和遮光條的總質(zhì)量為M，鉤碼質(zhì)量為m.達(dá)成以下實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：A安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，此中與定滑輪及彈簧測力計相連的細(xì)線豎直；B實(shí)驗(yàn)時要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平，不掛鉤碼和細(xì)線，接通氣源，開釋滑塊，假如滑塊_能在氣墊導(dǎo)軌上靜止，或能在導(dǎo)軌上做勻速運(yùn)動，或經(jīng)過兩個光電門的時間相等_，則表示氣墊導(dǎo)軌已調(diào)整至水平狀態(tài)；C掛上鉤碼后，接通氣

38、源，再松開滑塊，記錄滑塊經(jīng)過光電門1的時間t1和經(jīng)過光電門2的時間t，若彈簧測力計的示數(shù)為F，則要考證動能定理的表達(dá)式為：1d212t)22M(d)2_；t1D改變鉤碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟C，求得滑塊在不一樣協(xié)力作用下的動能變化量E.k(2)對于上述實(shí)驗(yàn)，以下說法正確的選項(xiàng)是_B_A滑塊的加快度與鉤碼的加快度大小相等B彈簧測力計的讀數(shù)為滑塊所受合外力C實(shí)驗(yàn)過程中鉤碼處于超重狀態(tài)D鉤碼的總質(zhì)量m應(yīng)遠(yuǎn)小于滑塊和遮光條的總質(zhì)量M【分析】(1)若氣墊導(dǎo)軌水平，則滑塊不掛鉤碼時在氣墊導(dǎo)軌上受的合外力為零，能在氣1d2墊導(dǎo)軌上靜止或做勻速直線運(yùn)動，即滑塊經(jīng)過兩個光電門的時間相等假如知足FL2M(t2)1d22

39、M(t1)，則能夠考證動能定理(2)因?yàn)殂^碼向下運(yùn)動的位移大小為x時，滑塊運(yùn)動的位移大小就為2x，所以滑塊的加快度大小是鉤碼加快度大小的2倍，選項(xiàng)A錯誤；彈簧測力計的讀數(shù)為滑塊所受合外力大小，不需要知足鉤碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊和遮光條的總質(zhì)量M，實(shí)驗(yàn)過程中鉤碼處于失重狀態(tài)，所以選項(xiàng)B正確，C、D錯誤6在用“落體法”做“考證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時，小明選擇一條較為滿意的紙帶，如圖甲所示他舍棄前面密集的點(diǎn)，以O(shè)為起點(diǎn)，從A點(diǎn)開始選用紙帶上連續(xù)點(diǎn)A、B、C，測出O到A、B、C的距離分別為h1、h2、h3，電源的頻次為f.(1)為減少阻力對實(shí)驗(yàn)的影響，以下操作可行的是_ABC_A采納鐵質(zhì)重錘B安裝打

40、點(diǎn)計時器使兩限位孔在同一豎直線上C開釋紙帶前，手應(yīng)提紙帶上端并使紙帶豎直D重錘著落中手一直提住紙帶上端，保持紙帶豎直（hh）f(2)打B點(diǎn)時，重錘的速度31vB為_2(3)小明用實(shí)驗(yàn)測得數(shù)據(jù)畫出的v2h圖象如圖乙所示圖線可是坐標(biāo)原點(diǎn)的原由是_打下O點(diǎn)時重錘速度不為零_(4)還有四位同學(xué)在圖乙的基礎(chǔ)上，畫出沒有阻力時的v2h圖線，并與其比較，此中正確的是_B_【分析】(1)為了減小阻力的影響，實(shí)驗(yàn)時重錘選擇質(zhì)量大一些的，體積小一些的，故A正確安裝打點(diǎn)計時器使兩限位孔在同一豎直線上，進(jìn)而減小阻力的影響，故B正確開釋紙帶前，手應(yīng)提紙帶上端并使紙帶豎直，能夠減小阻力，故C正確重錘著落過程中，手不能拉著紙帶，故D錯誤(2)依據(jù)某段時間內(nèi)的均勻速度等于中間時刻的剎時速度知，B點(diǎn)的剎時速度vBh3h12Th3h1）f2.121222F合2(3)依據(jù)動能定理：F合h2mv2mv0，得vv02mh，因?yàn)関h圖象可是原點(diǎn)的原由是：打下O點(diǎn)時重錘速度不為零；無論有無阻力，開釋點(diǎn)的地點(diǎn)相同，即初速度為零時，兩圖線交于橫軸的同一點(diǎn)，故正確7某同學(xué)利用傾斜氣墊導(dǎo)軌做“考證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示其主要實(shí)驗(yàn)步驟以下：a用游標(biāo)卡尺丈量擋光條的寬度l，結(jié)果如圖乙所示；b讀出導(dǎo)軌標(biāo)尺的總長L0，并用直尺測出導(dǎo)軌標(biāo)尺在豎直方向的高度H0；c讀出滑塊開釋處擋光條與光電門中心之間的距離s；d由靜止開釋