高一下实验专题探究动能定理机械能守恒中学教育中学学案_中学教育-中学学案.pdf

学习必备 欢迎下载 0 1 2 3 4 5 高一下(11)物理 强化训练 力学综合(实验专题)能力提升 5 一验证机械能守恒定律 1.实验装置和器材如右图，其中所接电源应是_。实验原理如下：验证自由下落过程中机械能守恒，图示纸带的左端是用夹子夹重物的一端。要多做几次实验，选点迹清楚，且第 1、2 两点间距离接近_mm的纸带进行测量。用刻度尺量出从 0 点到 1、2、3、4、5 各点的距离h1、h2、h3、h4、h5，利用“匀变速直线运动中间时刻的即时速度等于该段位移内的平均速度”，算出 2、3、4 各点对应的即时速度v2、v3、v4，验证与 2、3、4 各点对应的重力势能减少量 _和动能增加量221mv是否_。由于摩擦和空气阻力的影响，本实验的_误差总是使221mvmgh 本实验不需要在打下的点中取_。也不需要测重物的质量。2注意事项:打点计时器要稳定地固定在铁架台上，打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，以减小摩擦阻力。重物要选用密度大、体积小的物体，这样可以减小空气阻力的影响，从而减小实验误差。先通电源,侍打点计时器正掌工作后才放纸带。保证打出的第一个点是清晰的点（第 1、2 两点间距离接近 2mm），测量下落高度必须从起点开始算 此实验不用测物体的质量（无须天平）只需验证221nnvgh。即可 速度不能用nngtv 或nnghv2计算，因为只要认为加速度为 g，机械能当然守恒，二探究动能定理 某实验小组采用如图 4 所示的装置“探究动能定理”图中小车内可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器的工作频率为 50 Hz.(1)实验的部分步骤如下：在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；将小车停在打点计时器附近，_，_，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列点，关闭电源；改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复的操作(2)如图 5 是某次实验得到的一条纸带，在纸带上选择起始点 O 及多个计数点 A、B、C、D、E、，可获得各计数点刻度值 s，求出对应时刻小车的瞬时速度 v，则 D 点对应的刻度值为 sD_cm.D 点对应的速度大小为 vD_m/s.(3)下表是某同学在改变钩码或小车中砝码的数量时得到的数据其中 M 是小车质量 M1与小车中砝码质量 m 之学习必备 欢迎下载 和，|v22v21|是纸带上某两点的速度的平方差，可以据此计算出动能变化量 E；F 是钩码所受重力的大小，W 是以上两点间 F 所做的功.次数 M/kg|v22v21|/(m2 s2)E/J F/N W/J 1 0.500 0.760 0.190 0.490 0.210 2 0.500 1.65 0.413 0.980 0.430 3 0.500 2.40 0.600 1.470 0.630 4 1.000 2.40 1.200 2.450 1.240 5 1.000 2.84 1.420 2.940 1.470 由上表数据可以看出，W 总是大于 E，其主要原因是：钩码的重力大于小车实际受到的拉力造成了误差，还有_ 【经典例题 不容错过】例 1.在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如右。其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的 3 个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位 cm)。这三个数据中不符合有效数字读数要求的是_,应记作_cm。该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度，则该段重锤重力势能的减少量为_，而动能的增加量为_，(均保留 3 位有效数字，重锤质量用m表示).这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量_动能的增加量，原因是_。另一位同学根据同一条纸带，同一组数据，也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，不过他数了一下：从打点计时器打下的第一个点O数起，图中的B是打点计时器打下的第 9 个点。因此他用vB=gt计算跟B点对应的物体的即时速度，得到动能的增加量为_，这样验证时的系统误差总是使重力势能的减少量_动能的增加量,原因是_。例 2某实验小组用如图所示的实验装置和实验器材做“探究动能定理”实验，在实验中，若该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力(1)为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下面做法必要的是_ A实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作 B实验操作时要先放小车，后接通电源 C 在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近越好 D在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量(2)除实验装置中的仪器外，还需要的测量仪器有_(3)如右图示为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的A、B 两点来探究“动能定理”已知OO A B C 9.51 15.7 12.42 O A B C 上册第五单元的一篇讲读课文本单元以家庭亲情为主题亲情是人世间最真挚最纯美的感情鲁迅的风筝就是在温馨与和美中在矛盾与冲突中展现浓浓的兄弟之情它讲述的是我童年时因为风筝与弟弟发生了一次无法补过的误解和冲突内对小兄弟身受虐杀却无怨恨的深沉感慨所以本文的重点难点定为多角度有创意地理解课文二学生学情分析风筝面对的是一群成长在无忧无虑的世纪九十年代的少男少女在他们认为亲情就是温柔的话语是细心的呵护是鼓励与支持是牵这篇通过矛盾与冲突展现亲情的文章要达到深层理解必然有一定难度另外还考虑到刚进初中的学生对难学课文学习注意力容易分散产生学习疲劳且按学习能力感悟能力区分又有几个不同的层次所以教师必须做到兼顾全体合理设置教学习必备 欢迎下载 打点计时器的打点周期为 T，重力加速度为 g.图中已经标明了要测量的物理量，另外，小车的质量为 M，砂和砂桶 的 总 质 量 为m.请 你 把 要 探 究 的 结 果 用 题 中 给 出 的 字 母 表 达 出 来_ 【针对训练 强化基础】一、选择题 1用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，下面哪些测量工具是必需的()A.天平 B.弹簧测力计 C.刻度尺 D.秒表 2.在做验证机械能守恒定律的实验中,下列物理量需要用工具测量的是();通过计算得到的是()A.重锤的质量 B.重力加速度 C.重 锤下落的高度 D.重锤下落的瞬时速度 3 在“验证机械能守恒定律”的实验中，由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样的结果会有()A.212mghmv B.212mghmv C.212mghmv D.以上都有可能 4.下列关于“验证机械能守恒定律”的实验误差的说法中，正确的是（）A.重物的质量测量不准会产生误差 B.重物的质量大一些,有利于减小误差 C.重物的质量小一些,有利于减小误差 D.先释放重物,后接通电源会造成较大误差 5在“验证机械能守恒定律”的实验中，有关重物的质量，下列说法中正确的是()A 应选用质量较大的重物，使重物和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力 B 应选用质量较小的重物，使重物的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动 C 不需要称量重物的质量 D 必须称量重物的质量，而且要估读到 0.01g 6在利用重物做自由落体探索动能与重力势能的转化和守恒的实验中，下列说法中正确的是()A 选重锤时稍重一些的比轻的好 B 选重锤时体积大一些的比小的好 C 实验时要用秒表计时，以便计算速度 D打点计时器选用电磁打点计时器比电火花计时器要好 二、填 空题 10在“验证机械能守恒定律”的实验中，有如下可供选择的实验器材：铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键 其中不必要的器材是 ，缺少的器材是 11.本实验中，若以22v为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出22v一h图象应是 ，才能验证机械能守；22v一h图象的斜率等于 的数值 12、在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量 m 1kg 的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为 0.04s 那么从打点计时器打下起点 O到打下 B点的过程中，物体重力势能的减少量 Ep_J，此过程中物体动能的增加量 Ek=_J由此可得到的结论是_ _ _.(g=10 m/s2，保留三位有效数字)13在用自由落体法“验证机械能守恒定律”的实验中：(g取 9.8m/s2)(1)运用公式mghmv 221来验证时，对实验条件的要求是 ，为此，所选择的纸带第 l、2 两点间的上册第五单元的一篇讲读课文本单元以家庭亲情为主题亲情是人世间最真挚最纯美的感情鲁迅的风筝就是在温馨与和美中在矛盾与冲突中展现浓浓的兄弟之情它讲述的是我童年时因为风筝与弟弟发生了一次无法补过的误解和冲突内对小兄弟身受虐杀却无怨恨的深沉感慨所以本文的重点难点定为多角度有创意地理解课文二学生学情分析风筝面对的是一群成长在无忧无虑的世纪九十年代的少男少女在他们认为亲情就是温柔的话语是细心的呵护是鼓励与支持是牵这篇通过矛盾与冲突展现亲情的文章要达到深层理解必然有一定难度另外还考虑到刚进初中的学生对难学课文学习注意力容易分散产生学习疲劳且按学习能力感悟能力区分又有几个不同的层次所以教师必须做到兼顾全体合理设置教学习必备 欢迎下载 距离应接近 (2)若实验中所用重锤质量 m=l kg，打点纸带如图实-6-7所示，打点时间间隔为 0.02s，则记录 B点时，(取两位有效数字)重锤速度Bv m/s，重锤动能 Ek=j；从开始下落起至 B点，重锤的重力势能减小量是 j。由此可得出的结论是 (3)根据纸带算出相关各点的速度 v，量出下落距离 h，则以22v为纵轴，以 h 为横轴画出的图象应是右图中的()14、三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：(1)甲同学采用如图(1)所示的装置。用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变 A 球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_ _ _ _ _。(2)乙同学采用如图(2)所示的装置。两个相同的弧形轨道 M、N，分别用于发射小铁球 P、Q，其中 N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁 C、D；调节电磁铁 C、D的高度，使 AC BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度 v0相等，现将小铁球 P、Q分别吸在电磁铁 C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度 v0同时分别从轨道 M、N的下端射出。实验可观察到的现象应是_ _ _ _ 。仅仅改变弧形轨道 M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_ _ 。(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图(3)所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为 5cm，则由图可求得拍摄时每_s 曝光一次，该小球平抛的初速度大小为_m/s(g 取 9.8m/s2)。15、在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长 L=1.25cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的 a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为V0=_ （用 L、g 表示），其值是_m/s（取 g=10m/s2）；b 点速度表达式为 Vb=_ ABCD上册第五单元的一篇讲读课文本单元以家庭亲情为主题亲情是人世间最真挚最纯美的感情鲁迅的风筝就是在温馨与和美中在矛盾与冲突中展现浓浓的兄弟之情它讲述的是我童年时因为风筝与弟弟发生了一次无法补过的误解和冲突内对小兄弟身受虐杀却无怨恨的深沉感慨所以本文的重点难点定为多角度有创意地理解课文二学生学情分析风筝面对的是一群成长在无忧无虑的世纪九十年代的少男少女在他们认为亲情就是温柔的话语是细心的呵护是鼓励与支持是牵这篇通过矛盾与冲突展现亲情的文章要达到深层理解必然有一定难度另外还考虑到刚进初中的学生对难学课文学习注意力容易分散产生学习疲劳且按学习能力感悟能力区分又有几个不同的层次所以教师必须做到兼顾全体合理设置教学习必备 欢迎下载 16.如图示为小球做平抛运动时被拍下的频闪照片的一部分，坐标纸每小格边长 5cm。请根据图中 A、B、C、D的位置描述的小球的运动轨迹，由照片可得小球做平抛运动的初速度为_m/s，小球在 C 位置的速度为_m/s（取 g=10m/s2）参考答案：一 1.交流电 6V 2 mgh 相等 系统 计数点 二打开电源、释放小车 8.15 、0.54 没有平衡小车与板间的摩擦力 例 1.OC，15.70 1.22m，1.20m，大于，v是实际速度，因为有摩擦生热，减少的重力势能一部分转化为内能；1.23m，小于，v是按照自由落体计算的，对应的下落高度比实际测得的高度要大。例 2.AD 刻度尺、天平 22211()()244xxmgxMTT【针对训练 强化基础】一、选择题 上册第五单元的一篇讲读课文本单元以家庭亲情为主题亲情是人世间最真挚最纯美的感情鲁迅的风筝就是在温馨与和美中在矛盾与冲突中展现浓浓的兄弟之情它讲述的是我童年时因为风筝与弟弟发生了一次无法补过的误解和冲突内对小兄弟身受虐杀却无怨恨的深沉感慨所以本文的重点难点定为多角度有创意地理解课文二学生学情分析风筝面对的是一群成长在无忧无虑的世纪九十年代的少男少女在他们认为亲情就是温柔的话语是细心的呵护是鼓励与支持是牵这篇通过矛盾与冲突展现亲情的文章要达到深层理解必然有一定难度另外还考虑到刚进初中的学生对难学课文学习注意力容易分散产生学习疲劳且按学习能力感悟能力区分又有几个不同的层次所以教师必须做到兼顾全体合理设置教学习必备 欢迎下载 1.C 2.D 3.B 4.B 5.AC 6.A 7.二、填 空题 10.天平和秒表；刻度尺，11.过原点的直线，g 12.2.28;2.26;在实验误差允许的范围内机械能是守恒的 13.静止的开始下落，2mm 0.79m/s 0.31j；0.32j 在实验误差允许的范围内机械能是守恒的C 14 1）平抛运动的竖直方向是自由落体运动 2）两球在水平面相遇 平抛运动的水平方向是匀速直线运动 3）1/14 1.4 15、2 gL ；2/2m s 52Lg 16.1.5m/s 2.5m/s 17.方法一用弹簧称，依据二力平衡原理测星球表面某物体重力 F，用天平测其质量 m，由 g=mF计算重力加速度，进而计算出星球质量 M=GmFR3.方法二使某一物体由静止自由落下，由米尺测落下的高度 h，用秒表测落下的时间 t，则有 h=21gt2，求得 g=22th 所以，该星球的质量为 M=222GthR 上册第五单元的一篇讲读课文本单元以家庭亲情为主题亲情是人世间最真挚最纯美的感情鲁迅的风筝就是在温馨与和美中在矛盾与冲突中展现浓浓的兄弟之情它讲述的是我童年时因为风筝与弟弟发生了一次无法补过的误解和冲突内对小兄弟身受虐杀却无怨恨的深沉感慨所以本文的重点难点定为多角度有创意地理解课文二学生学情分析风筝面对的是一群成长在无忧无虑的世纪九十年代的少男少女在他们认为亲情就是温柔的话语是细心的呵护是鼓励与支持是牵这篇通过矛盾与冲突展现亲情的文章要达到深层理解必然有一定难度另外还考虑到刚进初中的学生对难学课文学习注意力容易分散产生学习疲劳且按学习能力感悟能力区分又有几个不同的层次所以教师必须做到兼顾全体合理设置教