1、實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,熱點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)處理 【例1】在進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：,圖1,(1)兩實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)分別采用了如圖1甲和乙所示的裝置，采用兩種不同的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 在圖甲中，下落物體應(yīng)選擇密度_(選填“大”或“小”)的重物；在圖乙中，兩個(gè)重物的質(zhì)量關(guān)系是m1_m2(選填“”、“”、“”)； 采用圖乙的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有交流電源，刻度尺和_； 比較兩種實(shí)驗(yàn)方案，你認(rèn)為圖_(選填“甲”或“乙”)所示實(shí)驗(yàn)方案更合理，理由是_。,(2)有一同學(xué)采用了圖甲所示的方案，選出一條紙帶如圖2所示，其中O點(diǎn)為起始點(diǎn)，A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通以50 Hz交流

2、電，在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和B之間、B和C之間還各有一個(gè)點(diǎn)，重物的質(zhì)量為0.5 kg，g取9.8 m/s2。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，打B點(diǎn)時(shí)重物的重力勢能比開始下落時(shí)減少了_ J，這時(shí)它的動(dòng)能是_ J，根據(jù)上面這兩個(gè)數(shù)據(jù)你能得到的結(jié)論是：_。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字),圖2,解析(1)為了減小空氣阻力的影響，選擇體積小、密度大的重物；在題圖乙中，m2在m1的拉力作用下向上運(yùn)動(dòng)，所以m1m2。兩重物質(zhì)量不等，分析系統(tǒng)損失的重力勢能是否近似等于增加的動(dòng)能時(shí)，兩邊質(zhì)量不能約去，故需要天平測量兩重物的質(zhì)量。題圖乙中所示實(shí)驗(yàn)還受到細(xì)線與滑輪的阻力的影響，機(jī)械能損失較大，故題圖甲所示實(shí)驗(yàn)方案較為合理。,答案(1)大天平甲圖乙中還

3、受到細(xì)線與滑輪的阻力的影響(2)0.8670.852在誤差允許的范圍內(nèi)，重物下落時(shí)機(jī)械能守恒,【變式訓(xùn)練】 1(2014南京模擬)某實(shí)驗(yàn)小組在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，提出了如圖3所示的甲、乙兩種方案：甲方案為用自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，乙方案為用小車在斜面上下滑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。,圖3,(1)組內(nèi)同學(xué)對兩種方案進(jìn)行了深入的討論分析，最終確定了一個(gè)大家認(rèn)為誤差相對較小的方案，你認(rèn)為該小組選擇的方案是_，理由是_。 (2)若該小組采用圖甲的裝置打出了一條紙帶如圖4所示，相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.02 s，請根據(jù)紙帶計(jì)算出B點(diǎn)的速度大小_m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。,圖4,(3)該小組內(nèi)同學(xué)們根據(jù)

4、紙帶算出了相應(yīng)點(diǎn)的速度，作出 v2h圖線如圖5所示，請根據(jù)圖線計(jì)算出當(dāng)?shù)氐闹亓?速度g_m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。,圖5,答案(1)甲采用乙圖實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于小車和斜面間存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小車在下滑過程中機(jī)械能不守恒，故乙圖不能用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 (2)1.37(3)9.7或9.8,熱點(diǎn)二拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 預(yù)測高考命題視角 以本實(shí)驗(yàn)為背景，通過改變實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、探究性等特點(diǎn)。 視角1實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn) 由系統(tǒng)動(dòng)能、重力勢能的變化驗(yàn)證機(jī)械能守恒，所用實(shí)驗(yàn)器材：光電門、氣墊導(dǎo)軌。 通過小球自由落體運(yùn)動(dòng)的閃光照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒。

5、視角2實(shí)驗(yàn)原理的遷移,【例2】某同學(xué)利用如圖6所示的裝置來驗(yàn)證由小車與鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,圖6,(1)現(xiàn)提供如下器材： A小車B鉤碼C一端帶滑輪的長木板D細(xì)繩E電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器F紙帶G毫米刻度尺H游標(biāo)卡尺I低壓交流電源J220 V交流電源 實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是_(填寫器材前的字母)，還需要的器材是_。 (2)為盡可能消除摩擦力對本實(shí)驗(yàn)的影響，使驗(yàn)證結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，則小車質(zhì)量M和鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系應(yīng)該滿足_。,(3)小明和小軍同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明認(rèn)為只要采用平衡摩擦力的方法將摩擦力平衡掉就可以了，無須滿足(2)問中小車質(zhì)量M和鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系，而小軍卻否認(rèn)小明的看法，你認(rèn)為小明的看法_(選

6、填“正確”或“不正確”)，理由是_。 (4)兩位同學(xué)統(tǒng)一觀點(diǎn)后完成實(shí)驗(yàn)，得到一條紙帶，去掉前面比較密集的點(diǎn)，選擇點(diǎn)跡清晰且便于測量的連續(xù)7個(gè)點(diǎn)(標(biāo)號為06)，測出相關(guān)距離如圖7所示，要驗(yàn)證在第2點(diǎn)與第5點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)的機(jī)械能相等，則應(yīng)滿足關(guān)系式_(設(shè)小車質(zhì)量M，鉤碼質(zhì)量m，打點(diǎn)周期為T)。,圖7,解析(1)實(shí)驗(yàn)不需要游標(biāo)卡尺，距離由刻度尺測量，電火花計(jì)時(shí)器直接使用220 V交流電源，不需要低壓交流電源，不需要的器材是H、I。還需要天平測量鉤碼和小車的質(zhì)量。 (2)為盡可能消除摩擦力對本實(shí)驗(yàn)的影響，使驗(yàn)證結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，則小車質(zhì)量M和鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系應(yīng)該滿足Mm，這樣能使摩擦力做的功相對少些，以減小機(jī)

7、械能的損失。 (3)小明的看法不正確，因?yàn)槠胶饽Σ亮?，摩擦力還做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒。,【變式訓(xùn)練】 2某同學(xué)利用如圖8所示的氣墊導(dǎo)軌裝置驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律。在氣墊導(dǎo)軌上安裝了兩光電門1、2，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過輕質(zhì)定滑輪與鉤碼相連。,圖8,(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平。不掛鉤碼和細(xì)線，接通氣源，如果滑塊_，則表示氣墊導(dǎo)軌調(diào)整至水平狀態(tài)。 (2)不掛鉤碼和細(xì)線，接通氣源，滑塊從軌道右端向左運(yùn)動(dòng)的過程中，發(fā)現(xiàn)滑塊通過光電門1的時(shí)間小于通過光電門2的時(shí)間。實(shí)施下列措施能夠讓導(dǎo)軌水平的是_。 A調(diào)節(jié)P使軌道左端升高一些 B調(diào)節(jié)Q使軌道右端降低一些 C遮光條的寬度應(yīng)適當(dāng)大一些 D滑塊的質(zhì)量