2025版高考物理全程一轮复习第六章机械能守恒定律实验七验证机械能守恒定律课件

这是一份2025版高考物理全程一轮复习第六章机械能守恒定律实验七验证机械能守恒定律课件，共27页。PPT课件主要包含了必备知识·自主落实，关键能力·分层突破，基本原理与操作，阻力做负功，60×10－3，56×10－3，④①③②，mgh等内容，欢迎下载使用。
 素养目标1. 熟悉“验证机械能守恒定律”的基本实验原理及注意事项．2．会验证创新实验的机械能守恒．
考点一　教材原型实验例 1 在用打点计时器“验证机械能守恒定律”实验中(1)纸带将被释放瞬间的四种情景如照片所示，其中最合适的是________．
解析：验证机械能守恒定律实验中，为了减小纸带与打点计时器间的摩擦力，应用手拉着纸带上端竖直穿过打点计时器，同时重物应该靠近打点计时器．故选D.
(2)若已知打点计时器的电源频率为50 Hz，当地的重力加速度g＝9.80 m/s2，重物质量为0.2 kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，打P点时，重物的速度为零，A、B、C为另外3个连续点，根据图中的数据，可知重物由P点运动到B点，重力势能减少量ΔEp＝________ J(计算结果保留3位有效数字)．
解析：(2)重物由P点运动到B点，重力势能减少量为ΔEp＝mghB＝0.2×9.8×5.01×10－2 J≈0.098 2 J.
(3)小明测量出打P点到B点的时间tB，再用自由落体运动公式“vB＝gtB”计算出vB，这种处理数据的方法是________的(选填“正确”或“错误”)．(4)若PB的距离用h表示，打B点时重物的速度为vB，当两者间的关系式满足________时，说明下落过程中重锤的机械能守恒(已知重力加速度为g，用h、vB、g表示)．(5)实验中发现重物增加的动能总大于减少的重力势能，其主要原因可能是________．A．重物的质量过大B．重物的体积过小C．先释放重物后通电打点了D．重物及纸带在下落时受到阻力
(2)如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带，纸带上的O点是起始点，选取纸带上连续的点A、B、C、D、E、F作为计数点，并测出各计数点到O点的距离依次为27.94 cm、32.78 cm、38.02 cm、43.65 cm、49.66 cm、56.07 cm.已知打点计时器所用的电源是50 Hz 的交流电，重物的质量为0.5 kg，则从计时器打下点O到打下点D的过程中，重物减小的重力势能ΔEp＝________ J；重物增加的动能ΔEk＝________ J，两者不完全相等的原因可能是___________．(重力加速度g取9.8 m/s2，计算结果保留三位有效数字)
(3)实验小组的同学正确计算出了图乙中打下计数点A、B、C、D、E、F各点的瞬时速度v，以各计数点到A点的距离h为横轴，v2为纵轴作出图像，如图丙所示，根据作出的图线，能粗略验证自由下落的重物机械能守恒的依据是________________________________．
考点二　探索创新实验考向1　实验器材的创新例 3 [2024·辽宁丹东一模]某实验小组为验证系统机械能守恒，设计了如图所示的装置，实验过程如下：
(1)用螺旋测微器测量砝码上端固定的遮光片厚度时，螺旋测微器示数如图乙所示，则d＝________ mm，测得砝码和遮光片总质量m＝0.026 kg；(2)按图甲安装实验器材并调试，确保砝码竖直上下振动时，遮光片运动最高点高于光电门1的激光孔，运动最低点低于光电门2的激光孔；
　解析：螺旋测微器的分度值为0.01 mm，则遮光片厚度为d＝2 mm＋4.0×0.01 mm＝2.040 mm
(3)实验时，利用计算机记录弹簧拉伸量x及力传感器的读数F，画出F-­x图像，如图丙所示；(4)测量遮光片经过光电门1的挡光时间t1＝0.005 1 s，弹簧的拉伸量x1＝0.04 m，经过光电门2的挡光时间t2＝0.010 2 s，弹簧的拉伸量x2＝0.08 m，以及两个光电门激光孔之间的距离h＝0.04 m；(5)遮光片从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的增加量Ep＝________ J，系统动能的减少量Ek＝________ J(结果保留三位有效数字，g＝10 m/s2)，实验表明在误差允许范围内系统机械能守恒．
考向2　实验目的的创新例 4 某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图(a)所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．
(1)实验中涉及下列操作步骤：①把纸带向左拉直②松手释放物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是________(填入代表步骤的序号)．
解析：(1)根据该实验操作过程，正确步骤应为④①③②.
(2)图(b)中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50 Hz.由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为________ m/s.比较两纸带可知，________(选填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．
考向3　实验方案的创新例 5 [2024·四川成都第二次诊断]某研究小组利用DIS实验装置验证机械能守恒定律．如图(a)为装置图，内置有光电门的摆锤通过轻杆与转轴O相连，摆锤通过遮光片时可记录遮光时间．实验时，摆锤从M点由静止释放，依次记录其通过每个遮光片所对应的时间t.用刻度尺测出每个遮光片距最低点N的竖直高度h，摆锤质量为m，重力加速度为g.
(1)实验前，用游标卡尺测量遮光片的宽度d，其示数如图(b)，则d＝________mm.(2)若以最低点N所处水平面为零势能面，选用 字母m、h、d、t、g表示相应物理量，则摆锤经过某个遮光片时，摆锤的重力势能Ep＝______，动能Ek＝________；对此通过各遮光片处摆锤的机械能E(E＝Ep＋Ek)是否相等，可判断机械能守恒与否．(3)为了更直观地处理数据，研究小组绘制了摆锤摆下过程中动能、重力势能及机械能随高度变化的图像如图(c)所示，其中重力势能Ep的图线应为________(选填“A”“B”或“C”)；仔细比对数据发现，摆锤摆下过程中，重力势能减少量________(选填“大于”或“小于”)动能增加量．