第九节 实验 ：验证机械能守恒定律
课标要求：
1.了解“验证机械能守恒定律”的实验装置和操作方法
2.掌握纸带的选取原则，并会运用不同方法处理实验数据
3.通过对实验数据的处理，理解动能和势能之间的相互转化
重点：1.实验的操作方法
2.纸带的选取原则，运用不同方法处理实验数据
难点：通过图像法验证机械能守恒定律
巩固基础
1. 在用自由落体运动“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中必须要通过工具测量和计算得到的有（ ）
A．重锤的质量 B．重力加速度
C．重锤下落的高度 D．与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度
2. 利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验步骤编排如下，其中有些是必要的，有些是错误的，根据实验，请选出必要的步骤，并按正确的操作顺序把它们前面的字母填写在题后的横线上。
A．用天平称出重锤的质量
B．用秒表测出重锤下落的时间
C．断开电源，拆掉导线，整理仪器
D．接通电源，释放纸带
E．把纸带固定到重锤上，并把纸带穿过打点计时器，然后提升一定高度
F．在三条纸带中选出合适的一条，测量相关数据，计算出结果，得出结论
G．把打点计时器接到低压交流电源上
H．断开电源，更换纸带，再重做两次
I．把打点计时器固定在桌边的铁架台上
3．在“验证机械能守恒定律”的实验中，以下有关注意事项说法不正确的是（ ）
A．安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内以减少摩擦阻力．
B．纸带长度应选用60 cm左右为宜，应选用点迹清晰的纸带进行测量．
C．重物应选用质量小、体积大、密度小的材料．
D．重物应选用质量大、体积小、密度大的材料．
4．图示装置为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题：
（１）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有 。（填正确选项前的字母）
Ａ.米尺 Ｂ.秒表 Ｃ.０～１２Ｖ的直流电源 Ｄ. ０～１２Ｖ的交流电源
（２）实验中误差产生的原因有 ，
。（写出两个原因）
5．利用题4图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度和下落高度。某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案中正确的是（ ）
A．用刻度尺测出物体下落的高度，并测出下落时间,通过计算出瞬时速度v
Ｂ．用刻度尺测出物体下落的高度，并通过计算出瞬时速度v
Ｃ．用刻度尺测出物体下落的高度，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度
Ｄ．根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度
6．用落体法“验证机械能守恒定律”的实验中：
(1)在验证mv2＝mgh时，应该取起始点到相距较远的另一个点进行验证，为此，所选择的纸带第1、2两点间的距离应接近__________．
(2) 根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图象应是图中的 ( )
7．在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，查得当地的重力加速度g＝9.80 m/s2，测得所用重物的质量为1.00 kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带(如图)，把第一个点记作O，选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm，根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于______J，动能的增加量等于______J(取三位有效数字)．
提升能力
8．光电计时器是一种研究物体运动情况时的常用计时仪器，如图甲所示，a、b 分别是光电门的激光发射和接收装置。
现利用如图乙所示的装置验证机械能守恒定律。方法是：在滑块上安装一遮光板，把滑块放在水平放置的气垫导轨上，通过跨过定滑轮的细绳与钩码相连，连接好1、2两个光电门，在图示位置释放滑块后，光电计时器记录下滑块上的遮光板先后通过两个光电门的时间分别为、。已知滑块（含遮光板）质量为M、钩码质量为m、两光电门间距为S、遮光板宽度为L、当地的重力加速度为g。
（1）计算滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度的表达式为：(用题中给定字母表示)
＝__________、＝_________；
（2）本实验中，验证机械能守恒的表达式为 。(用题中给定字母表示)
感悟经典
（2008年全国一卷）如图所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1>m2.现要利用此装置验证机械能守恒定律．
(1)若选定物块A从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有________．(在横线上填入选项前的编号)
①物块的质量m1、m2；
②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；
③物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间；
④绳子的长度．
(2)为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：
①绳的质量要轻；
②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；
③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；
④两个物块的质量之差要尽可能小．
以上建议中确实对提高准确程度有作用的是________．(在横线上填入选项前的编号)
(3)写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议：____________________.
【答案】 (1)①②或①③ (2)①③
(3) “对同一高度进行多次测量取平均值”；“选取受力后相对伸长尽量小的绳”；等等．
第九节 实验 ：验证机械能守恒定律
1.CD 2.I G E D H C F 3.C 4.(1)A D (2)空气阻力、纸带与电磁打点计时器间有摩擦等 5.C 6. (1)2 mm (2) C 7. 7.62 7.56
8.（1） ；
（2）
【点此下载】