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2019-2020年高中物理 7.9 實驗 驗證機械能守恒定律學案 新人教版必修2 課標要求： 1.了解“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置和操作方法 2.掌握紙帶的選取原則，并會運用不同方法處理實驗數(shù)據(jù) 3.通過對實驗數(shù)據(jù)的處理，理解動能和勢能之間的相互轉化 重點：1.實驗的操作方法 2.紙帶的選取原則，運用不同方法處理實驗數(shù)據(jù) 難點：通過圖像法驗證機械能守恒定律 鞏固基礎 1. 在用自由落體運動“驗證機械能守恒定律”的實驗中，下列物理量中必須要通過工具測量和計算得到的有（ ） A．重錘的質量 B．重力加速度 C．重錘下落的高度 D．與重錘下落高度對應的重錘瞬時速度 2. 利用自由落體運動驗證機械能守恒定律的實驗步驟編排如下，其中有些是必要的，有些是錯誤的，根據(jù)實驗，請選出必要的步驟，并按正確的操作順序把它們前面的字母填寫在題后的橫線上。 A．用天平稱出重錘的質量 B．用秒表測出重錘下落的時間 C．斷開電源，拆掉導線，整理儀器 D．接通電源，釋放紙帶 E．把紙帶固定到重錘上，并把紙帶穿過打點計時器，然后提升一定高度 F．在三條紙帶中選出合適的一條，測量相關數(shù)據(jù)，計算出結果，得出結論 G．把打點計時器接到低壓交流電源上 H．斷開電源，更換紙帶，再重做兩次 I．把打點計時器固定在桌邊的鐵架臺上 3．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，以下有關注意事項說法不正確的是（ ） A．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以減少摩擦阻力． B．紙帶長度應選用60 cm左右為宜，應選用點跡清晰的紙帶進行測量． C．重物應選用質量小、體積大、密度小的材料． D．重物應選用質量大、體積小、密度大的材料． 4．圖示裝置為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖。現(xiàn)有器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平?；卮鹣铝袉栴}： （１）為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有　　　　。（填正確選項前的字母） Ａ.米尺?。?秒表　Ｃ.０～１２Ｖ的直流電源?。? ０～１２Ｖ的交流電源 （２）實驗中誤差產生的原因有　　　　　　　　　　　　　　　　　，　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　。（寫出兩個原因） 5．利用題4圖示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度和下落高度。某班同學利用實驗得到的紙帶，設計了以下四種測量方案中正確的是（ ） A．用刻度尺測出物體下落的高度，并測出下落時間,通過計算出瞬時速度v Ｂ．用刻度尺測出物體下落的高度，并通過計算出瞬時速度v Ｃ．用刻度尺測出物體下落的高度，根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度 Ｄ．根據(jù)做勻速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度，并通過計算出高度 6．用落體法“驗證機械能守恒定律”的實驗中： (1)在驗證mv2＝mgh時，應該取起始點到相距較遠的另一個點進行驗證，為此，所選擇的紙帶第1、2兩點間的距離應接近__________． (2) 根據(jù)紙帶算出各點的速度v，量出下落距離h，則以為縱軸，以h為橫軸畫出的圖象應是圖中的 (　　) 7．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，查得當?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80 m/s2，測得所用重物的質量為1.00 kg.實驗中得到一條點跡清晰的紙帶(如圖)，把第一個點記作O，選連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量的點，經測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到C點，重力勢能的減少量等于______J，動能的增加量等于______J(取三位有效數(shù)字)． 提升能力 8．光電計時器是一種研究物體運動情況時的常用計時儀器，如圖甲所示，a、b 分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置。 現(xiàn)利用如圖乙所示的裝置驗證機械能守恒定律。方法是：在滑塊上安裝一遮光板，把滑塊放在水平放置的氣墊導軌上，通過跨過定滑輪的細繩與鉤碼相連，連接好1、2兩個光電門，在圖示位置釋放滑塊后，光電計時器記錄下滑塊上的遮光板先后通過兩個光電門的時間分別為、。已知滑塊（含遮光板）質量為M、鉤碼質量為m、兩光電門間距為S、遮光板寬度為L、當?shù)氐闹亓铀俣葹間。 甲 （1）計算滑塊先后通過兩個光電門時的瞬時速度的表達式為：(用題中給定字母表示) ＝__________、＝_________； （2）本實驗中，驗證機械能守恒的表達式為 。(用題中給定字母表示) 感悟經典 （xx年全國一卷）如圖所示，兩個質量各為m1和m2的小物塊A和B，分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端，已知m1>m2.現(xiàn)要利用此裝置驗證機械能守恒定律． (1)若選定物塊A從靜止開始下落的過程進行測量，則需要測量的物理量有________．(在橫線上填入選項前的編號) ①物塊的質量m1、m2； ②物塊A下落的距離及下落這段距離所用的時間； ③物塊B上升的距離及上升這段距離所用的時間； ④繩子的長度． (2)為提高實驗結果的準確程度，某小組同學對此實驗提出以下建議： ①繩的質量要輕； ②在“輕質繩”的前提下，繩子越長越好； ③盡量保證物塊只沿豎直方向運動，不要搖晃； ④兩個物塊的質量之差要盡可能?。? 以上建議中確實對提高準確程度有作用的是________．(在橫線上填入選項前的編號) (3)寫出一條上面沒有提到的對提高實驗結果準確程度有益的建議：____________________. 【答案】　(1)①②或①③　(2)①③ (3) “對同一高度進行多次測量取平均值”；“選取受力后相對伸長盡量小的繩”；等等． 第九節(jié) 實驗 ：驗證機械能守恒定律 1.CD 2.I G E D H C F 3.C 4.(1)A D (2)空氣阻力、紙帶與電磁打點計時器間有摩擦等 5.C 6. (1)2 mm (2) C 7. 7.62　7.56 8.（1） ； （2）