【课件】+实验：验证机械能守恒定律+课件高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.pptx

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1、第八章第八章 机械能守恒定律机械能守恒定律第第5 5节节 实验：验证机械实验：验证机械 能守恒定能守恒定律律 方案一：自由落体法方案一：自由落体法方案二：光滑斜面法方案二：光滑斜面法第第5 5节节 验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律方案三：系统守恒法方案三：系统守恒法方案四：单摆抛体法方案四：单摆抛体法新课引入新课引入机械能守恒定律告诉我们，在只有重力或弹力做功机械能守恒定律告诉我们，在只有重力或弹力做功的系统内，动能与势能相互转化时总的机械能保持的系统内，动能与势能相互转化时总的机械能保持不变。不变。那么那么，我们可以通过什么样的实验来验证，我们可以通过什么样的实验来验证这一定律呢？这一定

2、律呢？找一个机械能守恒定律的例子去验证一下找一个机械能守恒定律的例子去验证一下方案一：自由落体法方案一：自由落体法1 1.实验目的：实验目的：验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律2 2.实验原理：实验原理：h hv vmgh=mgh=mvmv 2 21 12 2验证验证自自由由落落体体3 3.实验装置：实验装置：方案一：自由落体法方案一：自由落体法1 1.实验目的：实验目的：验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律2 2.实验原理：实验原理：mgh=mgh=mvmv 2 21 12 2验证验证3 3.实验装置：实验装置：夹子夹子打点计打点计时器时器纸带纸带重物重物铁架台铁架台电源电源打点计时器、纸

3、带、复写纸、打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台重物、刻度尺、铁架台(带铁带铁夹夹)、学生电源等。、学生电源等。电源电源方案一：自由落体法方案一：自由落体法1 1.实验目的：实验目的：2 2.实验原理：实验原理：3 3.实验装置：实验装置：选择选择合适的纸带合适的纸带重复上一步的过程，打三到五条纸带。重复上一步的过程，打三到五条纸带。按装置图装配好仪器按装置图装配好仪器手提纸带使重物停靠在打点计时器附近手提纸带使重物停靠在打点计时器附近,4 4.实验步骤：实验步骤：然后然后先接通电源，再松开纸带先接通电源，再松开纸带.(点迹清晰且第点迹清晰且第1 1、2 2点间距接近点间距接近2mm

4、2mm)列表、画图处理数据列表、画图处理数据mmgh=gh=mmv v 2 21 12 2gh=gh=v v 2 21 12 2无需测量物体的质量无需测量物体的质量如果实验要求计算势能和动能的具体如果实验要求计算势能和动能的具体数据，那就必须要知道物体的质量。数据，那就必须要知道物体的质量。思考思考1:1:本实验需不需要测量重锤的质量？本实验需不需要测量重锤的质量？电源电源gh=gh=v v 2 21 12 2纸带上的第一个点为计时起点纸带上的第一个点为计时起点00（起始点的速度应该为零，起始点的速度应该为零，即打点计时器在纸带上打下第一个点时纸带刚开始下落即打点计时器在纸带上打下第一个点时纸

5、带刚开始下落）。）。x x0101=h h起始点起始点纸带上的头两个点间的距离应接近纸带上的头两个点间的距离应接近2mm2mm。1 12 2gtgt2 29.80.029.80.022 21 12 2=210210-3-3mm=2mm=2mm思考思考2:2:如何判定实际纸带上第一个点就是刚开始下落时打下的点如何判定实际纸带上第一个点就是刚开始下落时打下的点?v v0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 8我们可以选取我们可以选取A A、B B两点：两点：hhABmghmgh思考思考3:3:可以不从起始点验证（可以不从起始点验证（即处理纸带时可以不用到起始点即处理纸带时可

6、以不用到起始点）吗吗?1 12 2mvmvB B2 2-1 12 2mvmvA A2 2v vA A=?=?v vB B=？2 2T Tx x46462 2T Tx x6868h h0707AB0 1 2 3 4 5 6 7 8因重物下落过程因重物下落过程受阻力受阻力影响，重物影响，重物a a实实比比g g小，小，如果用如果用v=gtv=gt来求速度，会导致计算出的速度比实际值大，来求速度，会导致计算出的速度比实际值大，从而导致从而导致E Ek k大于大于E EP P，与事实不符；，与事实不符；v vB B2 2=2gh=2gh0707=mgh=mgh0707mvmvB B2 21 12 2相

7、当于默认机械能守恒来验证机械能守恒；相当于默认机械能守恒来验证机械能守恒；电源电源方案一：自由落体法方案一：自由落体法1 1.实验目的：实验目的：2 2.实验原理：实验原理：3 3.实验装置：实验装置：选择选择合适的纸带合适的纸带重复上一步的过程，打三到五条纸带。重复上一步的过程，打三到五条纸带。按装置图装配好仪器按装置图装配好仪器手提纸带使重物停靠在打点计时器附近手提纸带使重物停靠在打点计时器附近,4 4.实验步骤：实验步骤：然后然后先接通电源，再松开纸带先接通电源，再松开纸带.(点迹清晰且第点迹清晰且第1 1、2 2点间距接近点间距接近2mm2mm)列表、画图处理数据列表、画图处理数据01

8、 2 3 4 5 6 7 8方案一：自由落体法方案一：自由落体法5 5.数据处理数据处理：0 1 2 3 4 5 6 7 8计数点计数点1 12 23 34 45 56 6下落高度下落高度速度速度势能势能动能动能结论结论xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx列表法列表法 图像法图像法在误差允许范围内机械能守恒在误差允许范围内机械能守恒方案一：自由落体法方案一：自由落体法5 5.数据处理数据处理：列表法列表法0 1 2 3 4 5 6 7 80 0h h1 12 2v v 2 2g gh h

9、=v v 2 21 12 2计数点计数点1 12 23 34 45 56 6下落高度下落高度速度速度势能势能动能动能结论结论xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx在误差允许范围内机械能守恒在误差允许范围内机械能守恒图像法图像法为什么为什么图象过图象过原点？原点？该图象的该图象的斜率表示斜率表示什么？什么？方案一：自由落体法方案一：自由落体法5 5.数据处理数据处理：列表法列表法0 1 2 3 4 5 6 7 8g gh h=v v 2 21 12 2图像法图像法6 6.误差分析误差分析：重

10、物下落要克服阻力做功重物下落要克服阻力做功,偶然误差偶然误差:系统误差系统误差:测量长度和描点时带来误差测量长度和描点时带来误差致致EEK K必小于必小于-EEP P。(1)(1)多次测量取平均值多次测量取平均值(2)(2)依次测量后面的点与第一点之间的距离。依次测量后面的点与第一点之间的距离。h3h1h2(1)(1)选择体积小、密度大的重物减小空气阻力选择体积小、密度大的重物减小空气阻力(2)(2)固定打点计时器时保证两个限位孔竖直；固定打点计时器时保证两个限位孔竖直；释放纸带时，保证纸带竖直减小摩擦阻力释放纸带时，保证纸带竖直减小摩擦阻力方案一：自由落体法方案一：自由落体法7 7.注意事项

11、注意事项：0 1 2 3 4 5 6 7 8h3h1h2安装打点计时器时，限位孔必须在安装打点计时器时，限位孔必须在同一竖直直线同一竖直直线上，上，以减少摩擦阻力，计时器离地面的高度约以减少摩擦阻力，计时器离地面的高度约1m1m，实验用，实验用的纸带的纸带60-80cm60-80cm。实验时，必须实验时，必须先接通电源先接通电源，让打点计时器工作正常，让打点计时器工作正常以后，才能松开纸带，让重物落下。以后，才能松开纸带，让重物落下。纸带上端要用手提着静止，这样纸带上端要用手提着静止，这样保证下落时的速度保证下落时的速度v v为为0 0。并且纸带上打出的第一个点是。并且纸带上打出的第一个点是清

12、晰的一个小点清晰的一个小点。方案一：自由落体法方案一：自由落体法7 7.注意事项注意事项：0 1 2 3 4 5 6 7 8h3h1h2测量下落高度时，都测量下落高度时，都必须从起点算起必须从起点算起，为了减小，为了减小测量测量h h值的误差，选取的各计数点要离起始点远些。值的误差，选取的各计数点要离起始点远些。实验中重物和纸带下落过程中要实验中重物和纸带下落过程中要克服阻力克服阻力（注意（注意是打点计时器的阻力）做功，所以动能的增加量是打点计时器的阻力）做功，所以动能的增加量 E Ek k一定小于重力势能的减少量一定小于重力势能的减少量 E Ep p。铁架台上固定打点计时器的夹子铁架台上固定

13、打点计时器的夹子不可伸出太长不可伸出太长，以防铁架台翻到。以防铁架台翻到。【典例典例1 1】某同学做某同学做“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”实验时，不慎将一条挑选出的实验时，不慎将一条挑选出的纸带的一部分损坏，损坏的是前端部分，剩下的一段纸带上各相邻点间的距纸带的一部分损坏，损坏的是前端部分，剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出并标在图中，单位是离已测出并标在图中，单位是cmcm。打点计时器工作频率为。打点计时器工作频率为50Hz50Hz，重物的质，重物的质量为量为mm，重力加速度，重力加速度g g取取9.8m/s9.8m/s2 2。(1)(1)重物在打下重物在打下2 2点时的速度点

14、时的速度v v2 2_m/s_m/s在打下在打下5 5点时的速度点时的速度v v5 5_m/s_m/s，重物从打下，重物从打下2 2点到打下点到打下5 5点的过程中动能点的过程中动能增加量增加量 E Ek k_J_J，重力势能减少量，重力势能减少量 E Ep p_J_J。由以上可得出实。由以上可得出实验结论验结论_。(2)(2)重物获重物获得的动能往往得的动能往往_(_(选填选填“大于大于”“”“小于小于”或或“等于等于”)”)减少的重力势能，减少的重力势能，实验中产生系统误差的原因是实验中产生系统误差的原因是_。1.502.081.04m1.06m在误差允许的范围内，重物机械能守恒在误差允许

15、的范围内，重物机械能守恒小于小于摩擦阻力及到空气阻力作用摩擦阻力及到空气阻力作用-E-Ep pmghmgh2525m9.8(3.2m9.8(3.23.63.64.0)104.0)102 2J1.06mJ1.06m(3)(3)根据实验判断下列图像正确的是根据实验判断下列图像正确的是(其中其中 E Ek k表示重物动能的变化量，表示重物动能的变化量，h h表示重物下落的高度表示重物下落的高度)_)_。C方案二：光滑斜面法方案二：光滑斜面法1 1.实验原理：实验原理：2 2.实验装置：实验装置：气垫导轨气垫导轨、光电门、带遮光条的滑块、光电门、带遮光条的滑块3 3.实验步骤：实验步骤：把气垫导轨调成

16、倾斜状态把气垫导轨调成倾斜状态用光电门测量滑块的瞬时速度用光电门测量滑块的瞬时速度v v1 1、v v2 2。测量滑块下降的高度测量滑块下降的高度hh=1 12 2mvmv2 22 21 12 2-mv-mv1 12 2d【典例典例2 2】为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如图所示的气垫导轨装置用如图所示的气垫导轨装置(包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计毫秒计)进行实验。此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。进行实验。此外可使用的实验器材还有：天平

17、、游标卡尺、刻度尺。(1)(1)某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是_；在导轨上在导轨上选择两个适当的位置选择两个适当的位置A A、B B安装光电门安装光电门、，并连接数字毫秒计；，并连接数字毫秒计；用天平用天平测量滑块和遮光条的总质量测量滑块和遮光条的总质量mm；用游标卡尺测量遮光条的宽度用游标卡尺测量遮光条的宽度d d；通过导通过导轨上的标尺测出轨上的标尺测出A A、B B之间的距离之间的距离l；调整好气垫导轨的倾斜状态；调整好气垫导轨的倾斜状态；将滑块从光电门将滑块从光电门左侧某处，由静止开始释放，左侧某处，由静止开始释放，从数字毫

18、秒计读出滑块通过光电门从数字毫秒计读出滑块通过光电门、的时间的时间 t t1 1、t t2 2；用刻度尺分别用刻度尺分别测量测量A A、B B点到水平桌面的高度点到水平桌面的高度h h1 1、h h2 2；改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤，完成多次测量。，完成多次测量。【典例典例2 2】为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如图所示的气垫导轨装置用如图所示的气垫导轨装置(包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计毫秒计)进行实验。此外可使用的实

19、验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。进行实验。此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。(2)(2)在误差允许范围内，若在误差允许范围内，若h h1 1h h2 2_(_(用上述必要的实验步骤直用上述必要的实验步骤直接接测量的物理量符号表示，已知重力加速度为测量的物理量符号表示，已知重力加速度为g g)，则认为滑块下滑过程中机，则认为滑块下滑过程中机械能守恒；械能守恒；(3)(3)写出两点产生误差的主要原因：写出两点产生误差的主要原因：_。滑块在下滑过程中受到空气阻力作用，滑块在下滑过程中受到空气阻力作用，遮光条宽度不够窄，测量速度不准确遮光条宽度不够窄，测量速度不准确方案三：系统守恒

20、法方案三：系统守恒法1 1.实验原理：实验原理：2 2.实验装置：实验装置：1 12 2BAMmdS1 12 21 12 2方案三：系统守恒法方案三：系统守恒法1 1.实验原理：实验原理：2 2.实验装置：实验装置：1 12 23 3.实验步骤：实验步骤：将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m1m，将滑块和钩码跨过定滑轮静止放置，并将导轨调至水平将滑块和钩码跨过定滑轮静止放置，并将导轨调至水平；测测出出挡挡光光条条的的宽宽度度d d，由由导导轨轨标标尺尺读读出出两两光光电电门门中中心间的距离心间的距离s s；静止释放滑块静止释放滑块，要求砝码落地前

21、挡光条已通过光电门，要求砝码落地前挡光条已通过光电门；MmdS2 2.实验装置：实验装置：3 3.实验步骤：实验步骤：将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m1m，将滑块和钩码跨过定滑轮静止放置，并将导轨调至水平将滑块和钩码跨过定滑轮静止放置，并将导轨调至水平；测测出出挡挡光光条条的的宽宽度度d d，由由导导轨轨标标尺尺读读出出两两光光电电门门中中心间的距离心间的距离s s；静止释放滑块静止释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门，要求砝码落地前挡光条已通过光电门；方案三：系统守恒法方案三：系统守恒法从数字计时器上读出挡光条通过光电门所用的时间从数

22、字计时器上读出挡光条通过光电门所用的时间tt用天平称出滑块和挡光条的总质量用天平称出滑块和挡光条的总质量MM，钩码的质量钩码的质量mm。MmdS【典例典例3 3】(2021(2021河北高考河北高考)某同学利用图某同学利用图1 1中的实验装置探究机械能变化量中的实验装置探究机械能变化量与力做功的关系。所用器材有：一端带滑轮的长木板、轻细绳、与力做功的关系。所用器材有：一端带滑轮的长木板、轻细绳、50g50g的钩码的钩码若干、光电门若干、光电门2 2个、数字计时器、带遮光条的滑块个、数字计时器、带遮光条的滑块(质量为质量为200g200g，其上可放，其上可放钩码钩码)、刻度尺。当地重力加速度为、

23、刻度尺。当地重力加速度为9.80m/s9.80m/s2 2。实验操作步骤如下：。实验操作步骤如下：安装器材：调整两个光电门距离为安装器材：调整两个光电门距离为50.00cm50.00cm，轻细绳下端悬挂轻细绳下端悬挂4 4个钩码，如图个钩码，如图1 1所示所示；接通电源，释放滑块，分别记录遮光条通过两个接通电源，释放滑块，分别记录遮光条通过两个光电门的时间，并计算出滑块通过两个光电门的速度光电门的时间，并计算出滑块通过两个光电门的速度保持绳下端悬挂保持绳下端悬挂4 4个钩码不变，在滑块上依次增个钩码不变，在滑块上依次增加一个钩码，记录滑块上所载钩码的质量，重复上述步骤加一个钩码，记录滑块上所载

24、钩码的质量，重复上述步骤；完成完成5 5次测量后，计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量次测量后，计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量MM、系统、系统(包包含滑块、滑块所载钩码和轻细绳悬挂钩码含滑块、滑块所载钩码和轻细绳悬挂钩码)总动能的增加量总动能的增加量 E Ek k及系统总机械及系统总机械能的减少量能的减少量 E E，结果如下表所示，结果如下表所示：0.05kg0.05kg0.2kg0.2kgL=0.5mL=0.5m完完成成5 5次次测测量量后后，计计算算出出每每次次实实验验中中滑滑块块及及所所载载钩钩码码的的总总质质量量MM、系系统统(包包含含滑滑块块、滑滑块块所所载载钩钩码码和和轻

25、轻细细绳绳悬悬挂挂钩钩码码)总总动动能能的的增增加加量量 E Ek k及及系系统统总总机械能的减少量机械能的减少量 E E，结果如下表所示，结果如下表所示：M/kg0.200 0.250 0.3000.3500.400Ek/J 0.587 0.490 0.3920.2940.195E/J0.393 0.4900.6860.785回答下列问题：回答下列问题：(1)(1)实实验验中中轻轻细细绳绳所所悬悬挂挂钩钩码码重重力力势势能能的的减减少少量量为为_J(J(保保留留三三位位有有效效数数字字)；(2)(2)步骤步骤中的表格所缺数据为中的表格所缺数据为_；Ep4mgL40.059.800.5 J0.

26、980 J。E30.980J0.392 J0.588J0.05kg0.05kg0.2kg0.2kgL=0.5mL=0.5m0.9800.588(3)(3)以以MM为横轴，为横轴，E E为纵轴，选择合适的标度，在图为纵轴，选择合适的标度，在图2 2中绘出中绘出 E E-MM图像图像；(4)(4)若若系系统统总总机机械械能能的的减减少少量量等等于于克克服服摩摩擦擦力力做做功功，则则滑滑块块与与木木板板之之间间的的动动摩擦因数为摩擦因数为_(_(保留两位有效数字保留两位有效数字)。M/kg0.200 0.250 0.3000.3500.400Ek/J 0.587 0.490 0.3920.2940.

27、195E/J0.393 0.4900.6860.785 E EMgLMgL0.400.40【典典例例4 4】某某同同学学利利用用如如图图所所示示装装置置来来验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律。A A、B B是是质质量量均均为为mm的的小小物物块块，C C是是质质量量为为MM的的重重物物，A A、B B间间由由轻轻弹弹簧簧相相连连，A A、C C间间由由轻轻质质细细绳绳相相连连。在在物物块块B B下下放放置置一一压压力力传传感感器器，重重物物C C下下放放置置一一速速度度传传感感器器，压压力力传传感感器器与与速速度度传传感感器器相相连连。整整个个实实验验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度大小为

28、中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度大小为g g。实验操作如下：。实验操作如下：a a开始时，系统在一外力作用下保持静止，细绳拉开始时，系统在一外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零。现释放直但张力为零。现释放C C，使其向下运动，当压力传，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，速度传感器测出感器示数为零时，速度传感器测出C C的速度为的速度为v v。b b在实验中保持在实验中保持A A、B B质量不变，改变质量不变，改变C C的质量的质量MM，多多次次重重复复步步骤骤a a。回回答答下下列列问问题题：(1)(1)该该实实验验中中，MM和和mm大大小小关关系系必必须满足须满足M_m(M_m(选填

29、选填“小于小于”“”“等于等于”或或“大于大于”)”)。大于大于相同相同h=2xh=2x方案四：单摆抛体法方案四：单摆抛体法1 1.实验原理：实验原理：2 2.实验步骤：实验步骤：锋利的刀片锋利的刀片HyV0 x改变改变H H，多做几次试验，验证机械能是否守恒。，多做几次试验，验证机械能是否守恒。按图装配仪器，确保悬挂在按图装配仪器，确保悬挂在OO点的点的小球小球摆到最低点时恰好与桌面接触但没有弹力摆到最低点时恰好与桌面接触但没有弹力拉小球到一定高度，用刻度拉小球到一定高度，用刻度尺量出小球尺量出小球到桌面的高度到桌面的高度H H。测量小球做平抛运动的测量小球做平抛运动的x x和和y y。【典

30、例典例5 5】(2022(2022湖北高考湖北高考)某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值T Tmaxmax和最小值和最小值T Tminmin。改变小钢球。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程。根据测量数

31、据在直角坐标系中绘制的的初始释放位置，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的T Tmaxmax-T Tminmin图像是一条直线，如图乙所示。图像是一条直线，如图乙所示。(1)(1)若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为乙中直线斜率的理论值为_。(2)(2)由图乙得：直线的斜率为由图乙得：直线的斜率为_，小钢球的重力为小钢球的重力为_N_N。(结果均保留结果均保留2 2位有效数字位有效数字)T TminminmgcosmgcosT Tmaxmax3mg3mg2T2Tminmin-2-22.12.10.590.59【典例典例5 5】(2

32、022(2022湖北高考湖北高考)某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值T Tmaxmax和最小值和最小值T Tminmin。改变小钢球。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘

33、制的的初始释放位置，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的T Tmaxmax-T Tminmin图像是一条直线，如图乙所示。图像是一条直线，如图乙所示。(3)(3)该实验系统误差的主要来源是该实验系统误差的主要来源是_(_(单选，填正确答案标号单选，填正确答案标号)。A A小小钢球摆动角度偏大钢球摆动角度偏大B B小钢球初始释放位置不同小钢球初始释放位置不同C C小钢球摆动过程中有空小钢球摆动过程中有空气阻力气阻力C C课堂小结课堂小结目的：目的：验证机械能守恒验证机械能守恒方案方案原理原理验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律方案一：自由落体法方案一：自由落体法方案二：光滑斜面法方案二

34、：光滑斜面法方案三：系统守恒法方案三：系统守恒法方案四：方案四：单摆抛体法单摆抛体法课堂练习课堂练习【练习【练习1 1】利用如图所示的装置做利用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验。的实验。(1)(1)下列实验操作正确的是下列实验操作正确的是_。A A选择大小合适的铁质重锤选择大小合适的铁质重锤B B选择体积较大的木质重锤选择体积较大的木质重锤C C打点时，应让重锤靠近打点计时器，先释放纸带，再接通电源打点时，应让重锤靠近打点计时器，先释放纸带，再接通电源D D选纸带时，应选点迹清晰且打下的第选纸带时，应选点迹清晰且打下的第1 1、2 2两点间距离接近两点间距离接近2

35、mm2mm的纸带的纸带(2)(2)除除打打点点计计时时器器(含含纸纸带带、复复写写纸纸)、重重锤锤、交交流流电电源源、铁铁架架台台、导导线线及及开开关关外，在下面的器材中，必须使用的还有外，在下面的器材中，必须使用的还有_。(选填器材前的字母选填器材前的字母)A A刻度尺刻度尺BB天平天平C C秒表秒表 AAD课堂练习课堂练习【练习【练习2 2】利用如图所示的装置，验证重物自由下落过程中的机利用如图所示的装置，验证重物自由下落过程中的机械能守恒，下列说法正确的是械能守恒，下列说法正确的是()A)A实验需要的器材包含秒实验需要的器材包含秒表表B B打点计时器应接直流电源打点计时器应接直流电源C

36、C实验时应先释放纸带，再接实验时应先释放纸带，再接通打点计时器的电源通打点计时器的电源D D纸带和打点计时器之间的阻力会带来误纸带和打点计时器之间的阻力会带来误差差D D【练习【练习3 3】某同学用图示装置来验证机械能守恒定律。不可伸长的某同学用图示装置来验证机械能守恒定律。不可伸长的细线一端固定于细线一端固定于OO点，另一端系一直径为点，另一端系一直径为d d的小钢球，记下小钢球的小钢球，记下小钢球静止时球心的位置静止时球心的位置A A，在，在A A处固定一个光电门，然后将小钢球拉至处固定一个光电门，然后将小钢球拉至球心距球心距A A的高度为的高度为h h处由静止释放，记下小钢球通过光电门的

37、挡光处由静止释放，记下小钢球通过光电门的挡光时间为时间为t t。(1)(1)小钢球通过光电门的速度大小为小钢球通过光电门的速度大小为_；(用题中涉及的物理量符号表示用题中涉及的物理量符号表示)(2)(2)若当地的重力加速度大小为若当地的重力加速度大小为g g，在误差允许在误差允许的范围内满足的范围内满足g g_(_(用题中涉及的物理用题中涉及的物理量符号表示量符号表示)，则小钢球运动过程中机械能守恒。，则小钢球运动过程中机械能守恒。课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习【练习【练习4 4】图甲为图甲为“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。现有的器材为：的实验装置示意图。现有的器材

38、为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带夹子的重物。回答下列问题：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带夹子的重物。回答下列问题：(1)(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有_(_(填入正确选项填入正确选项前的字母前的字母)；A A毫米刻度尺毫米刻度尺B B秒表秒表C C8V8V的交流电源的交流电源D D220V220V的交流电源的交流电源ACACB B0.3420.3420.3720.372【练习【练习5 5】某同学利用如图甲所示的装置完成了机械能守恒定律的验证，将某同学利用如图甲所示的装置完成了机械能守恒定律的验证，将体积较小的

39、球从一定高度处由静止释放，经过一段时间，小球通过固定在下体积较小的球从一定高度处由静止释放，经过一段时间，小球通过固定在下侧的光电门，光电门记录了小球的挡光时间侧的光电门，光电门记录了小球的挡光时间 t t；然后，多次改变光电门到释；然后，多次改变光电门到释放点的距离放点的距离h h，将小球仍由原来的位置静止释放，重复操作多次，记录多组，将小球仍由原来的位置静止释放，重复操作多次，记录多组小球的挡光时间。小球的挡光时间。(1)(1)实验时，下列操作正确的是实验时，下列操作正确的是 _。A A应选择直径较大的铝球应选择直径较大的铝球B B应选应选择直径较小的钢球择直径较小的钢球C C小球的释放点

40、距离光电门越近越好小球的释放点距离光电门越近越好D D小球的释放点到小球的释放点到光电门的距离适当远些光电门的距离适当远些(2)(2)如果小球的直径为如果小球的直径为d d，则小球经过光电门时的速度，则小球经过光电门时的速度为为_；如果重力加速度为；如果重力加速度为g g，若小球下落过程中的机械能守恒，则关系，若小球下落过程中的机械能守恒，则关系式式_成立。成立。(3)(3)如果利用得到的实验数据描绘图像，纵轴为如果利用得到的实验数据描绘图像，纵轴为1/1/tt2 2、横轴为横轴为h h，如图乙，图线的斜率为，如图乙，图线的斜率为k k，若小球的机械能守恒，则重力加速度，若小球的机械能守恒，则

41、重力加速度g g的表达式为的表达式为g g_。BD【练习【练习6 6】(2022(2022河北高考河北高考)某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律，实验装置如图器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律，实验装置如图1 1所示。弹簧的劲所示。弹簧的劲度系数为度系数为k k，原长为，原长为L L0 0，钩码的质量为，钩码的质量为mm。已知弹簧的弹性势能表达式为。已知弹簧的弹性势能表达式为E Ekxkx2 2/2/2，其中，其中k k为弹簧的劲度系数，为弹簧的劲度系数，x x为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为弹簧的

42、形变量，当地的重力加速度大小为为g g。(1)(1)在弹性限度内将钩码缓慢下拉至在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为某一位置，测得此时弹簧的长度为L L。接通打点计时器电源。从静止释。接通打点计时器电源。从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图纸带如图2 2所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T T(在误差允许范围内，在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出认为释放钩码的同时打出A A点点)。从打出。从打出A A点到打出点到打

43、出F F点时间内，弹簧的弹性势点时间内，弹簧的弹性势能减少量为能减少量为_,_,钩码的动能增加量为钩码的动能增加量为_，钩码的重力势能增加量为钩码的重力势能增加量为_。mghmgh5 5(2)(2)利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h h的关系，如图的关系，如图3 3所所示。由图示。由图3 3可知，随着可知，随着h h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是主要原因是_。上升距离越大，阻力做功越多，机械能减少越多上升距离越大，阻力做功越多，机械能减少越多