（浙江專用）2022-2023學(xué)年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 9 實驗：驗證機(jī)械能守恒定律學(xué)案 新人教版必修2

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1、（浙江專用）2022-2023學(xué)年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 9 實驗：驗證機(jī)械能守恒定律學(xué)案 新人教版必修2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.學(xué)會用落體法驗證機(jī)械能守恒定律. 2.理解實驗的設(shè)計思路，熟悉實驗操作，明確實驗直接測量的物理量. 3.掌握實驗數(shù)據(jù)的處理方法，能定性分析誤差產(chǎn)生的原因. 考試要求 學(xué)考 選考 √ √ 一、實驗原理 做自由落體運動的物體，在下落過程中，重力勢能減少，動能增加，如果重力勢能的減少量等于動能的增加量，就驗證了機(jī)械能守恒定律. 二、實驗器材 鐵架臺(帶鐵夾)、電磁打點計時器、重物(帶夾子)、紙帶、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、毫米刻度尺、低壓交流電源(4～

2、6 V). 三、實驗步驟 1.安裝裝置：按圖1甲所示把打點計時器安裝在鐵架臺上，用導(dǎo)線把打點計時器與電源連接好. 圖1 2.打紙帶：在紙帶的一端把重物用夾子固定好，另一端穿過打點計時器的限位孔，用手豎直提起紙帶使重物?？吭诖螯c計時器附近.先接通電源后釋放紙帶，讓重物拉著紙帶自由下落.重復(fù)幾次，得到3～5條打好點的紙帶. 3.選紙帶：從打好點的紙帶中挑選點跡清晰且開始的兩點間距接近2 mm的一條紙帶，在起始點標(biāo)上0，以后任取間隔相同時間的點依次標(biāo)上1、2、3…. 4.測距離：如圖乙所示，用刻度尺測出0到1、2、3…的距離，即為對應(yīng)下落的高度h1、h2、h3…. 四、數(shù)據(jù)處理

3、1.計算各點對應(yīng)的瞬時速度：根據(jù)公式vn＝，計算出1、2、3…n點的瞬時速度v1、v2、v3…vn. 2.機(jī)械能守恒定律驗證 方法一：利用起始點和第n點. 如果在實驗誤差允許范圍內(nèi)ghn＝vn2，則機(jī)械能守恒定律得到驗證. 方法二：任取兩點A、B. 如果在實驗誤差允許范圍內(nèi)ghAB＝vB2－vA2，則機(jī)械能守恒定律得到驗證. 方法三：圖象法(如圖2所示). 圖2 作出v2－h(huán)圖線，若在實驗誤差允許范圍內(nèi)圖線是一條過原點且斜率為g的直線，則驗證了機(jī)械能守恒定律. 五、誤差分析 本實驗的誤差主要是由紙帶測量產(chǎn)生的偶然誤差以及重物和紙帶運動中的空氣阻力及打點計時器的摩擦阻力引

4、起的系統(tǒng)誤差. 六、實驗注意事項 1.打點計時器安裝要穩(wěn)固，并使兩限位孔的中線在同一豎直線上，以減小摩擦阻力. 2.應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物，增大重力可使阻力的影響相對減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力的影響相對減小. 3.實驗時，應(yīng)先接通電源，讓打點計時器正常工作后再松開紙帶讓重物下落. 4.本實驗中的三種驗證方法均不需要測重物的質(zhì)量m. 5.速度不能用v＝gt或v＝計算，應(yīng)根據(jù)紙帶上測得的數(shù)據(jù)，利用vn＝計算瞬時速度. 一、實驗原理及基本操作 例1　在驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中有位同學(xué)按以下步驟進(jìn)行實驗操作： A.用天平稱出重錘和夾子的質(zhì)量； B.固定好打點

5、計時器，將連著重錘的紙帶穿過限位孔，用手提住，且讓手盡量靠近打點計時器； C.松開紙帶，接通電源，開始打點.并如此重復(fù)多次，以得到多條打點紙帶； D.取下紙帶，挑選點跡清晰且開始的兩點間距接近2 mm的紙帶，記下起始點O，在距離O點較近處選擇幾個連續(xù)的計數(shù)點(或計時點)，并計算出各點的速度值； E.測出各計數(shù)點到O點的距離，即得到重錘的下落高度； F.計算出mghn和mvn2，看兩者是否相等. 在以上步驟中，不必要的步驟是________. 有錯誤或不妥的步驟是________.(填寫代表字母) 更正情況是： ①_________________________________

6、_______________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________； ④________________________________________________________________________. 答案　A　BCDF?、貰中手應(yīng)抓住紙帶末端，讓重錘盡量靠近打

7、點計時器　②C中應(yīng)先接通電源，再松開紙帶?、跠中應(yīng)選取離O點較遠(yuǎn)的點?、蹻中應(yīng)計算ghn和vn2的值 解析　A步驟不必要，不稱量重錘的質(zhì)量也可驗證機(jī)械能守恒定律；B步驟中應(yīng)讓重錘盡量靠近打點計時器，而不是手靠近；C步驟中應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶；D步驟中應(yīng)選取離O點較遠(yuǎn)的點，這樣測量時距離較遠(yuǎn)，測量的相對誤差較?。籉步驟中應(yīng)計算ghn和vn2的值，若m沒有測量，就不能計算出mghn、mvn2具體的值. 【考點】驗證機(jī)械能守恒定律的實驗步驟 【題點】驗證機(jī)械能守恒定律的實驗步驟 針對訓(xùn)練　(多選)用自由落體法驗證機(jī)械能守恒定律，就是看mvn2是否等于mghn(n為計數(shù)點的編號0、1、2…

8、n).下列說法中正確的是(　　) A.打點計時器打第一個點0時，重物的速度應(yīng)為零 B.hn是計數(shù)點n到起始點0的距離 C.必須測量重物的質(zhì)量 D.用vn＝gtn計算vn時，tn＝(n－1)T(T為打點周期) 答案　AB 解析　本實驗的原理是利用重物的自由落體運動來驗證機(jī)械能守恒定律，因此打點計時器打第一個點時，重物運動的速度應(yīng)為零，A正確；hn與vn分別表示打第n個點時重物下落的高度和對應(yīng)的瞬時速度，B正確；本實驗中，不需要測量重物的質(zhì)量，因為公式mgh＝mv2的兩邊都有m，故只要gh＝v2成立，mgh＝mv2就成立，機(jī)械能守恒定律也就被驗證了，C錯誤；實驗中應(yīng)用公式vn＝來計算v

9、n，D錯誤. 【考點】驗證機(jī)械能守恒定律的實驗原理 【題點】驗證機(jī)械能守恒定律的實驗原理 二、數(shù)據(jù)處理及誤差分析 例2　(2018·嘉興市第一中學(xué)高三上學(xué)期期末考試)在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中： (1)實驗室提供了鐵架臺、夾子、導(dǎo)線、紙帶等器材.為完成此實驗，除了所給的器材，下列圖中還需要選取的實驗器材有________(填字母代號) (2)下列方法有助于減小實驗誤差的是________. A.在重錘的正下方地面鋪海綿 B.必須從紙帶上第一個點開始計算驗證機(jī)械能是否守恒 C.重復(fù)多次實驗，重物必須從同一位置開始下落 D.重物的密度盡量大一些 (3)完成實驗后

10、，小明用刻度尺測量紙帶距離時如圖3所示，已知打點計時器每0.02 s打一個點，則B點對應(yīng)的速度vB＝________ m/s. 圖3 若H點對應(yīng)的速度為vH，重物下落的高度為hBH，重物質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，為得出實驗結(jié)論完成實驗，需要比較mghBH與________的大小關(guān)系(用題中字母表示). 答案　(1)AEF　(2)D　(3)1.36　mvH2－mvB2 例3　某實驗小組“用落體法驗證機(jī)械能守恒定律”，實驗裝置如圖4甲所示.實驗中測出重物自由下落的高度h及對應(yīng)的瞬時速度v，計算出重物減少的重力勢能mgh和增加的動能mv2，然后進(jìn)行比較，如果兩者相等或近似相等，即可驗

11、證重物自由下落過程中機(jī)械能守恒.請根據(jù)實驗原理和步驟完成下列問題： 圖4 (1)關(guān)于上述實驗，下列說法中正確的是________. A.重物最好選擇密度較小的木塊 B.重物的質(zhì)量可以不測量 C.實驗中應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶 D.可以利用公式v＝來求解瞬時速度 (2)如圖乙是該實驗小組打出的一條點跡清晰的紙帶，紙帶上的O點是起始點，選取紙帶上連續(xù)的點A、B、C、D、E、F作為計數(shù)點，并測出各計數(shù)點到O點的距離依次為27.94 cm、32.78 cm、38.02 cm、43.65 cm、49.66 cm、56.07 cm.已知打點計時器所用的電源是50 Hz的交流電，重物的

12、質(zhì)量為0.5 kg，則從計時器打下點O到打下點D的過程中，重物減少的重力勢能ΔEp＝________ J；重物增加的動能ΔEk＝________ J，兩者不完全相等的原因可能是________________.(重力加速度g取9.8 m/s2，計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字) (3)實驗小組的同學(xué)又正確計算出圖乙中打下計數(shù)點A、B、C、D、E、F各點的瞬時速度v，以各計數(shù)點到A點的距離h′為橫軸，v2為縱軸作出圖象如圖丙所示，根據(jù)作出的圖線，能粗略驗證自由下落的物體機(jī)械能守恒的依據(jù)是__________________. 答案　(1)BC　(2)2.14　2.12　重物下落過程中受到阻力作用

13、 (3)圖象的斜率等于19.52，約為重力加速度g的兩倍 解析　(1)重物最好選擇密度較大的鐵塊，受到的阻力較小，故A錯誤.本題是以自由落體運動為例來驗證機(jī)械能守恒定律，需要驗證的方程是mgh＝mv2，因為是比較mgh、mv2的大小關(guān)系，故m可約去，不需要用天平測量重物的質(zhì)量，操作時應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，故B、C正確.不能利用公式v＝來求解瞬時速度，否則體現(xiàn)不了實驗驗證，卻變成了理論推導(dǎo)，故D錯誤. (2)重力勢能減少量ΔEp＝mgh＝0.5×9.8×0.436 5 J≈2.14 J.利用勻變速直線運動的推論： vD＝＝ m/s＝2.91 m/s， EkD＝mvD2＝×0.5×2.

14、912 J≈2.12 J，動能增加量ΔEk＝EkD－0＝2.12 J.由于存在阻力作用，所以減少的重力勢能大于增加的動能. (3)根據(jù)表達(dá)式mgh＝mv2，則有v2＝2gh； 當(dāng)圖象的斜率為重力加速度的2倍時，即可驗證機(jī)械能守恒，而圖象的斜率k＝＝19.52；因此能粗略驗證自由下落的物體機(jī)械能守恒. 1.(實驗器材和誤差分析)(2016·浙江4月選考科目考試)(1)做“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗，已有鐵架臺、鐵夾、電源、紙帶、打點計時器，還必須選取的器材是圖中的________. (2)某同學(xué)在實驗過程中：①在重物的正下方地面鋪海綿；②調(diào)整打點計時器的兩個限位孔連線為豎直；

15、③重復(fù)多次實驗.以上操作可減小實驗誤差的是____________(填序號). 答案　(1)BD　(2)②③ 解析　(1)選用器材B作為重物，可以夾住紙帶，帶動紙帶向下運動，選用器材D用來測量重物下落的高度. (2)操作②是為了減小摩擦帶來的負(fù)面影響. 操作③是為了減小偶然誤差. 2.(數(shù)據(jù)處理)用落體法驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中： (1)運用公式＝mgh對實驗條件的要求是________，打點計時器打點的時間間隔為0.02 s，則所選擇的紙帶第1、2兩點間的距離應(yīng)接近______. (2)若實驗中所用重物的質(zhì)量m＝1 kg，打點紙帶如圖5所示，打點時間間隔為0.02 s，則記錄

16、B點時，重物的速度vB＝________，重物的動能EkB＝________，從開始下落起至B點時重物的重力勢能減少量是________，由此可得出的結(jié)論是________.(g＝9.8 m/s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 圖5 答案　(1)重物從靜止開始自由下落　2 mm (2)0.585 m/s　0.171 J　0.172 J　在誤差允許范圍內(nèi)機(jī)械能守恒 解析　(1)重物自由下落時，在最初0.02 s內(nèi)的位移應(yīng)為h＝gT2＝×9.8×(0.02)2 m≈2 mm. (2)vB＝＝ m/s＝0.585 m/s，此時重物的動能為EkB＝mvB2＝×1×(0.585)2 J≈0.17

17、1 J，重物的重力勢能減少量為ΔEpB＝mgh＝1×9.8×17.6×10－3 J≈0.172 J.故在誤差允許范圍內(nèi)機(jī)械能守恒. 3.(數(shù)據(jù)處理和誤差分析)(2018·臺州中學(xué)高三第一學(xué)期第一次統(tǒng)練)某活動小組利用圖6裝置驗證機(jī)械能守恒定律，鋼球自由下落過程中，先后通過光電門A、B，計時裝置測出鋼球通過A、B的時間分別為tA、tB，鋼球直徑為D.用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時速度.測出兩光電門間的距離為h，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間. (1)要驗證機(jī)械能守恒，只要比較________. 圖6 A.D2與gh是否相等 B.D2與2gh是否相等 C.D2與gh是

18、否相等 D.D2與2gh是否相等 (2)鋼球通過光電門的平均速度________(選填“＞”或“＜”)鋼球球心通過光電門的瞬時速度，由此產(chǎn)生的誤差________(選填“能”或“不能”)通過增加實驗次數(shù)減小.答案　(1)D　(2)＜　不能 1.(多選)為驗證在自由落體過程中物體的機(jī)械能是守恒的，某同學(xué)利用實驗系統(tǒng)設(shè)計了一個實驗，實驗裝置如圖1所示，圖中A、B兩點分別固定了兩個速度傳感器，速度傳感器可以測出運動物體的瞬時速度.在實驗中測得一物體自由下落經(jīng)過A點時的速度是v1，經(jīng)過B點時的速度是v2，為了證明物體經(jīng)過A、B兩點時的機(jī)械能相等，這位同學(xué)又設(shè)計了以下幾個步驟，你認(rèn)為其中不必要

19、或者錯誤的是(　　) 圖1 A.用天平測出物體的質(zhì)量 B.測出A、B兩點間的豎直距離 C.利用mv22－mv12算出物體從A點運動到B點的過程中動能的變化量 D.驗證v22－v12與2gh是否相等 答案　AC 解析　物體重力勢能減少量為mgh，動能增加量為mv22－mv12，計算gh和v22－v12，如果在實驗誤差允許的范圍內(nèi)gh＝v22－v12，則機(jī)械能守恒定律得到驗證，綜上應(yīng)選A、C. 【考點】驗證機(jī)械能守恒定律的實驗原理 【題點】驗證機(jī)械能守恒定律的實驗原理 2.在驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中： (1)從下列器材中選出實驗所必需的，其編號為________. A

20、.打點計時器(包括紙帶) B.重物 C.天平 D.毫米刻度尺 E.秒表 F.運動小車 (2)打點計時器的安裝放置要求為________；開始打點時，應(yīng)先________，然后________. (3)實驗中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因主要是________，使重物獲得的動能往往________重物減少的重力勢能.為減小誤差，懸掛在紙帶下的重物應(yīng)選擇________. (4)如果以v2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的v2－h(huán)圖線是________，該圖線的斜率等于________. 答案　見解析 解析　(1)選出的器材有：打點計時器(包括紙帶)、重物、毫米刻度尺.因要驗證mgh＝

21、mv2，其中m可消去，故不需要用天平.故選A、B、D. (2)打點計時器安裝時，兩限位孔必須在同一豎直線上，這樣才能使重物在自由下落時，受到的阻力較小，開始記錄時，應(yīng)先接通電源，然后釋放紙帶，讓重物帶著紙帶一同落下. (3)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因主要是紙帶通過打點計時器時受到摩擦阻力及重物和紙帶運動中的空氣阻力，導(dǎo)致重物獲得的動能小于它減少的重力勢能，為減小誤差，重物應(yīng)選質(zhì)量和密度較大、體積較小的. (4)描繪出來的v2－h(huán)圖線是一條通過坐標(biāo)原點的傾斜直線，它的斜率等于重力加速度. 【考點】“驗證機(jī)械能守恒定律”基本原理的綜合考查 【題點】“驗證機(jī)械能守恒定律”基本原理的綜合考查 3.

22、(2018·溫州市六校協(xié)作體期中聯(lián)考)在做“驗證自由落體運動中的機(jī)械能守恒定律”實驗中： (1)下列儀器需要用到的是________. (2)在進(jìn)行實驗時，下列說法正確的是________. A.應(yīng)用手托住重物由靜止釋放 B.紙帶與重物相連端的點跡較密 C.可以取連續(xù)的幾個點為計數(shù)點 D.應(yīng)用手接住下落的重物，以免造成實驗儀器損壞 (3)如圖2所示為實驗時打出的一條紙帶，則A點的速度大小為________m/s(打點計時器所接電源頻率為50 Hz，結(jié)果保留3位有效數(shù)字). 圖2 答案　(1)CE　(2)BC　(3)1.36(1.35～1.37均可) 解析　(1)根據(jù)

23、實驗原理：mgh＝mv2即gh＝v2，要用打點計時器測量瞬時速度和下落高度，所以需要打點計時器和重物，重物要用重錘，而不是砝碼，故C、E正確. (2)實驗開始時要使紙帶處于豎直狀態(tài)，用手或者夾子固定紙帶上端，然后由靜止釋放，故A錯誤；由于紙帶從上往下運動，所以打點從靠近重物一端開始，故B正確；可以取連續(xù)的幾個點為計數(shù)點，故C正確；為避免造成實驗儀器損壞，應(yīng)在地上鋪海綿，故D錯誤. (3)根據(jù)A點的速度等于與A點相鄰的兩點間的平均速度，即vA＝×10－2 m/s≈1.36 m/s. 4.(2017·溫州中學(xué)11月選考科目模擬考試)某實驗小組做“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗. (1)除帶夾子的

24、重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點計時器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是________. A.交流電源 B.刻度尺 C.天平(含砝碼) (2)實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到如圖3所示的一條紙帶.在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC.已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點計時器打點的周期為T.設(shè)重物的質(zhì)量為m.從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能減少量ΔEp＝________，動能增加量ΔEk＝________. 圖3 (3)大多數(shù)學(xué)生的實驗結(jié)果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是_______

25、_. A.利用公式v＝gt計算重物速度 B.利用公式v＝計算重物速度 C.存在空氣阻力和摩擦阻力的影響 D.沒有采用多次實驗取平均值的方法 (4)某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒，在紙帶上選取多個計數(shù)點，測量它們到起始點O的距離h，計算對應(yīng)計數(shù)點的重物速度v，描繪v2－h(huán)圖象，并做如下判斷：若圖象是一條過原點的直線，則重物下落過程中機(jī)械能守恒.請你分析論證該同學(xué)的判斷依據(jù)是否正確____________________________________________________. 答案　(1)AB　(2)mghB　　(3)C　(4)不正確，還需要進(jìn)一步判斷圖象的斜率是否接近

26、2g 5.利用如圖4所示實驗裝置來驗證機(jī)械能守恒定律.通過電磁鐵控制的小鐵球從A點自由下落，下落過程中小鐵球經(jīng)過光電門B時，毫秒計時器(圖中未畫出)記錄下小鐵球的擋光時間t.實驗前調(diào)整光電門位置，使小鐵球下落過程中，小鐵球球心垂直細(xì)激光束通過光電門，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間. 圖4 (1)為了驗證小鐵球下落過程中機(jī)械能是否守恒，還需要測量的物理量是________. A.A點距地面的高度H B.A、B之間的距離h C.小鐵球從A到B的下落時間tAB D.小鐵球的直徑d (2)小鐵球通過光電門時的瞬時速度v＝________；要驗證小鐵球下落過程中機(jī)械能是否守恒，只需驗證等式___

27、_____是否成立即可(用實驗中測得的物理量的符號表示). 答案　(1)BD　(2)　＝h(或d2＝2ght2) 解析　(1)根據(jù)實驗原理可知，需要測量的是A點到光電門B的距離，故A錯誤，B正確.利用小鐵球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度，不需要測量下落時間，但需要知道擋光物體的尺寸，因此需要測量小鐵球的直徑，故C錯誤，D正確. (2)利用小鐵球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度，故v＝；根據(jù)機(jī)械能守恒的表達(dá)式有mgh＝mv2，可得＝h(或d2＝2ght2)，故只要驗證＝h(或d2＝2ght2)即可. 6.現(xiàn)利用如圖5所示裝置驗證機(jī)械能守恒定律.圖中AB是固定的光滑斜面，斜面的傾角為

28、30°，1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個光電門，與它們連接的光電計時器都沒有畫出.讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10－2 s、2.00×10－2 s.已知滑塊質(zhì)量為2.00 kg，滑塊沿斜面方向的長度為5.00 cm，光電門1和2之間的距離為0.54 m，g取9.80 m/s2，取滑塊經(jīng)過光電門時的速度為其平均速度. 圖5 (1)滑塊經(jīng)過光電門1時的速度v1＝________ m/s，通過光電門2時的速度v2＝________ m/s. (2)滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為______ J，重力勢能的減少量為_____

29、___ J. 答案　(1)1.00　2.50　(2)5.25　5.29 解析　(1)v1＝＝ m/s＝1.00 m/s v2＝＝ m/s＝2.50 m/s (2)動能增加量： ΔEk＝×2.00×(2.502－1.002) J＝5.25 J. 重力勢能的減少量： ΔEp＝2.00×9.80×0.54×sin 30° J≈5.29 J. 7.如圖6所示，某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機(jī)械能守恒定律.頻閃儀每隔0.05 s閃光一次，用毫米刻度尺測得相鄰兩個時刻小球上升的高度分別為h1＝26.3 cm，h2＝23.68 cm，h3＝21.16 cm，h4＝18.66 cm，h5

30、＝16.04 cm，該同學(xué)通過計算得到不同時刻的速度如下表所示(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.80 m/s2，小球質(zhì)量m＝0.10 kg)： 圖6 時刻 t2 t3 t4 t5 速度(m/s) 4.48 3.98 3.47 (1)上面測量高度的五個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是________段，應(yīng)記作________cm. (2)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t2時刻小球的速度v2＝________ m/s.(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字) (3)從t2到t5時間內(nèi)，重力勢能增加量ΔEp＝________ J，動能減少量ΔEk＝________ J.(計算結(jié)果保留三位有

31、效數(shù)字) (4)在誤差允許的范圍內(nèi)，若ΔEp與ΔEk近似相等，從而驗證了機(jī)械能守恒定律.由上述計算所得ΔEp________ΔEk(選填“>”“<”或“＝”)，造成這種結(jié)果的主要原因是______________. 答案　(1)h1　26.30　(2)5.00　(3)0.622　0.648 (4)<　上升過程中有空氣阻力做負(fù)功 (或受到空氣阻力) 解析　(1)從題中可得測量工具是毫米刻度尺，所以h1在有效數(shù)字讀數(shù)要求上有錯誤，應(yīng)記作26.30 cm. (2)勻變速直線運動過程中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，所以有： v2＝≈5.00 m/s. (3)根據(jù)重力做功和重力勢

32、能的關(guān)系有：ΔEp＝mg(h2＋h3＋h4)≈0.622 J ΔEk＝mv22－mv52≈0.648 J. 8.某同學(xué)在“驗證機(jī)械能守恒定律”時按如圖7甲所示安裝好實驗裝置，正確進(jìn)行實驗操作，從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖乙所示.圖中O點為打點起始點，且速度為零. 圖7 (1)選取紙帶上打出的連續(xù)點A、B、C、…，測出其中E、F、G點距起始點O的距離分別為h1、h2、h3，已知重錘質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點計時器打點周期為T.為驗證此實驗過程中機(jī)械能是否守恒，需要計算出從打下O點到打下F點的過程中，重錘重力勢能的減少量ΔEp＝________，動能的增加量ΔEk

33、＝________(用題中所給字母表示). (2)以各點到起始點的距離h為橫坐標(biāo)，以各點速度的平方v2為縱坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，用實驗測得的數(shù)據(jù)繪出v2－h(huán)圖線如圖8所示，該圖線說明了______________. 圖8 (3)從v2－h(huán)圖線求得重錘下落的加速度g＝________m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 答案　見解析 解析　(1)重錘重力勢能的減少量ΔEp＝mgh2，動能增加量ΔEk＝. (2)當(dāng)物體自由下落時，只有重力做功，物體的重力勢能和動能互相轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒. (3)由mgh＝mv2可知題圖的斜率表示重力加速度g的2倍，為求直線的斜率，可在直線上取兩個距離較遠(yuǎn)的點，如(25.5×10－2,5.0)、(46.5×10－2,9.0)， 則g＝＝×≈9.52 m/s2.