第十九講實驗:驗證機械能守恒定律能量守恒定律測試內容測試要求考情分析探究、實驗:用電火花計時器(或電磁打點計時器)驗證機械能守恒定律a★★★★★能量守恒定律A★★★機械能守恒條件是指系統中只有重力或彈力做功?如果系統外力與重力相比……一一……時,也可以認為近似守恒.電火花打點計時器工作電壓為交流V,電磁打點計時器工作電壓為交流,當交流電源的頻率為50Hz時，計時器的打點周期均為s.能量守恒定律：能量既不會，也不會…,它只能從或者，在，能量的總量保持不變.1.驗證機械能守恒定律的實驗中,重錘拖著紙帶自由下落,通過對紙帶的測量獲取數據進行驗證.實驗中的幾點說明：要先接通電源后再松開紙帶.選取第一、二兩點間距離接近2mm,并且點跡清晰的紙帶進行測量.為減小誤差，重錘要選重一些的好.選取某個點，用刻度尺測量第一個點到該點的距離h,測量該點的前后兩點間的距離xn+x＋x1xn+1,計算該點時的速度vn-n2Tn+1；比較gh與卜2是否近似相等，若是，則驗證了機械能守恒.2.誤差分析系統誤差：本實驗中，誤差的主要來源是紙帶摩擦和空氣阻力.由于重物及紙帶在下落中要不斷地克服阻力做功，因此物體動能的增加量必然稍小于重力勢能的減少量.減小系統誤差的方法包括可以選用密度大、體積小的實心重物，重物下落前紙帶應保持豎直，選用電火花計時器等.偶然誤差：測量長度會造成誤差.減少辦法一是測距離時都應從起點量起，下落高度h適當大些(過小,h不易測準確；過大，阻力影響造成的誤差大)，二是多測幾次取平均值.能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，任何情況下都成立.熱能和光能散發到周圍環境中去，變為環境內能，我們無法收集起來重新利用，這種現象叫做能量的耗散.能量耗散表明，在能源的利用過程中，即在能量的轉化過程中，能量在數量上并未減少，但在可利用的品質上降低了，從便于利用變為不便于利用了.【例1】(2020屆蘇州學業水平模擬)在離地面高為h處豎直上拋一質量為m的物塊，拋出時的速度為V0,落到地面時速度為V,用g表示重力加速度，則在此過程中物塊克服空氣阻力所做的功等于()

1111A.mgh—?mv2—?mv2B.—mgh—?mv2—?mv2,11「11C.mgh十2mv0一2mv2D.mgh+2mv2—2mvg筆記:TOC\o"1-5"\h\z【例2】(2020屆揚州學業水平模擬)如圖所示,彈簧的一端固定在墻上,另一端與放在光滑水平面上的物體連接,在力F作用下物體處于靜止狀態．當撤去力F后,物體將向右運動,在物體向右運動的過程中,下列說法中正確的是()彈簧的彈性勢能先減少后增加彳彈簧的彈性勢能一直減少5一物體的動能逐漸增大［便卿R二L物體的機械能不變筆記:L【例3】(2020屆蘇州學業水平模擬)用打點計時器驗證機械能守恒定律的實L驗裝置如圖所示.關于該實驗,下列說法中正確的是需用天平測出重物的質量必須用秒表測出重物下落的時間釋放紙帶前，手捏住紙帶上端并使紙帶處于豎直方向釋放紙帶前,重物應遠離打點計時器下圖為一條符合實驗要求的紙帶,O點為打點計時器打下的第一個點.分別測出若干連續點A、B、C、…與O點之間的距離h「h2、h3、…,已知打點計時器的打點周期為T,重力加速度為g,若重物質量為m,則在O到B的過程中，重物增加的動能為⑶實驗中發現重物增加的動能略小于減少的重力勢能,其主要原因是重物的質量過大B.重物的體積過小C.重物下落的距離過小D.重物及紙帶在下落時受到阻力筆記:【例4】(2019屆鎮江學業水平模擬)在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時,某同學選擇一條圖甲所示的紙帶，以O為起點，從A點開始選取紙帶上連續點ABC、…,測出O到ABC、…的距離分別為h「h2、h3、…,所用交流電源的頻率為f.

（1）為減少阻力對實驗的影響,下列操作不可行的是….下落的重物選用鐵質重錘安裝打點計時器時,應使兩限位孔在同一豎直線上釋放紙帶前,手應提住紙帶上端并使紙帶保持豎直重錘下落中,手始終提住紙帶上端,保持紙帶豎直⑵打B點時，重錘的速度vB=（3）該同學用實驗測得數據畫出的V2h圖象如圖乙所示?圖線不過坐標原點的原因是筆記:1.崔牛先生向客戶推介他設計的“超級推進器”,該推進器由超導體、激光器、制冷劑以及計算機控制系統組成,其神奇之處在于能通過自身的循環工作,源源不斷地獲得動力,而不需要消耗任何能源．事實上,這是不可能實現的,因為他的設計違反了（）質量守恒定律B.電荷守恒定律C.機械能守恒定律D.能量守恒定律2.（2019屆鎮江學業水平模擬）有一種大型游戲機叫“跳樓機”,參加游戲的游客被安全帶固定在座椅上，先由電動機將游客勻速提升到某一高度，然后由靜止釋放則在游客被勻速提升的過程中，下列說法正確的是（）合力對游客做正功重力對游客做正功游客的機械能增大D.游客的機械能減小3.（2016年江蘇省普通高中學業水平測試）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，下列釋放紙4.（2019屆徐州學業水平模擬）在利用自由落體“驗證機械能守恒定律”的實驗中，下列說法8.（2020屆揚州學業水平模擬）如圖所示為“用打點計時器驗證機械能守恒定律”的實驗裝8.（2020屆揚州學業水平模擬）如圖所示為“用打點計時器驗證機械能守恒定律”的實驗裝正確的是（）實驗中可以不用天平測出重物的質量實驗時接通電源和釋放紙帶應同時進行實驗中選用重物的體積越大,實驗誤差一定越小實驗中把秒表測得的時間代入v=gt，計算重錘的速度5.（2020屆無錫學業水平模擬）“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置如圖所示?關于該實驗，下列說法不正確的是（）重物應選用質量較大的物體兩個限位孔應在同一豎直線上打點計時器應接低壓交流電源應先釋放紙帶，后接通電源6.（2020屆連云港學業水平模擬）圖示為某同學做驗證機械能守恒定律實驗的裝置.實驗結果顯示，重錘重力勢能的減少量總略大于動能的增加量,其主要原因是（）重錘的密度過大電源的電壓不穩定沒有采用多次實驗取平均值D.存在空氣阻力和紙帶與限位孔之間的摩擦阻力7.（2020屆無錫學業水平模擬）如圖所示，小朋友在彈性較好的蹦床上跳躍翻騰，盡情嬉耍在小朋友接觸床面向下運動的過程中,下列說法正確的是（）A.蹦床對小朋友的彈力一直做負功小朋友所受合力一直增大小朋友的重力勢能先增大后減小小朋友對蹦床的力小于蹦床對小朋友的彈力（1）關于本實驗,下列說法中正確的是A.必須用秒表測出重物下落的時間打點計時器應連接直流電源驗證時,必須測量重錘的質量或重力選擇質量較大、體積較小的重錘可以減小實驗誤差(2)若已知打點計時器的電源頻率為50Hz,當地的重力加速度g=9.80m/s2,重物質量為0.2kg.實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖所示，打P點時，重物的速度為零,AB、C為另外3個連續點?根據圖中的數據可知重物由P點運動到B點的過程中，重力勢能減少量SE=J-甲位：cm(結果保留三位有效數字)"甲位：cm由于打點計時器兩限位孔不在同一豎直線上,使紙帶通過時受到的阻力較大,這樣會導致實驗結果mgh(選填“<”或“>”)2mv2.9.(2020屆鹽城學業水平模擬)在“用打點計時器驗證機械能守恒定律”的實驗中,某同學打出了一條紙帶?已知實驗中使用的電源頻率是50Hz,他按打點的先后順序，從比較清晰的點起，每五個點取一個計數點，分別標為O、A、B、C、D,如圖所示，則：相鄰兩計數點間的時間間隔為s.打C點時的瞬時速度大小為m/s.(結果保留兩位小數)在實際測量中，從O點到C點的過程中重物減少的重力勢能通常會(選填“小于”“大于”或“等于”)增加的動能.第十九講實驗:驗證機械能守恒定律

能量守恒定律【知識掃描】1.很小2.2206V以下0.023.憑空產生憑空消失一種形式轉化為另一種形式從一個物體轉移到別的物體轉化或轉移的過程中【典例透析】112【例1】C解析:根據能量守恒定律或者動能定理有mgh+Wf=2mv2—2mvO,解得Wf=—112mgh+2mv2—2mv0,因題干要求“克服空氣阻力所做的功”，所以C正確.【例2】A解析:在力F作用下物體處于靜止狀態．當撤去力F后,形變量先變小后變大,所以彈性勢能先減小后變大,物體的動能先增大后減小,彈簧和物體系統機械能守恒,但是對于物體來說,機械能改變,所以A正確.m(h3—h1)2【例3】(1)C(2)8T2(3)D解析:(1)用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗不需用天平測出重物的質量,只要比較1gh和2v2是否相等就好，所以A錯誤；打點計時器就是計時工具,B錯誤；釋放紙帶前，手捏住紙帶上端并使紙帶處于豎直方向，減少阻力，讓物體自由下落,C正確；釋放紙帶前，重物應靠近打點計時器,D錯誤.h3—h112B的速度大小vB=2T，所以重物在O到B的過程中，重物增加的動能為ZEk=2mvB=m(h3—h1)28T2.實驗中發現重物增加的動能略小于減少的重力勢能，主要原因是一部分能量轉化為內能，即重物及紙帶在下落時受到阻力，D正確.h3—h1【例4】(1)D(2)