江蘇省高中物理學業(yè)水平測試復習 第七章 機械能守恒定律 第20講 實驗：驗證機械能守恒定律 能量守恒定律學案 必修2

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1、 第20講　實驗：驗證機械能守恒定律　能量守恒定律 緊扣考綱 考情再現(xiàn) 測試內(nèi)容 測試要求 2018年 2017年 2016年 2015年 2014年 探究、實驗：用電火花計時器(或電磁打點計時器)驗證機械能守恒定律 a 12 11 25 8 能量守恒定律 A 21 11 考點一　實驗：驗證機械能守恒定律 驗證機械能守恒定律就是讓重物做__________________運動，驗證重物下落過程中減少的__________________和增加的____________的關系是否在誤差允許的范圍內(nèi)________． 特別提醒　

2、(1)驗證機械能守恒定律的實驗中，重物拖著紙帶自由下落，通過對紙帶的測量獲取數(shù)據(jù)進行驗證．實驗中的幾點說明： ①要先接通電源再松開紙帶． ②選取第一、二兩點間距離接近2 mm，并且點跡清晰的紙帶進行測量． ③為了減小誤差，重物要選重一些的． ④選取某個點，用刻度尺測量第一個點到該點的距離h，測量該點的前后兩點間的距離xn＋xn＋1，計算打該點時的速度vn＝；比較gh與vn2是否近似相等，若是，則驗證了機械能守恒定律． (2)由于重物及紙帶下落中要不斷地克服阻力做功，因此重物重力勢能的減少量必稍大于動能的增加量． 例1　(2018江蘇學測)“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置如圖1所示，

3、實驗中發(fā)現(xiàn)重物減小的重力勢能略大于增加的動能，其主要原因是(　　) 圖1 A．未測量重物的質(zhì)量 B．先接通電源，后釋放紙帶 C．使用的重物質(zhì)量大，體積小 D．重物和紙帶在下落時受到阻力 例2　(2018鎮(zhèn)江學測模擬)在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，某同學選擇一條如圖2甲所示的紙帶，以O為起點，從A點開始選取紙帶上連續(xù)點A、B、C…，測出O到A、B、C…的距離分別為h1、h2、h3…，所用交流電源的頻率為f. 圖2 (1)為減少阻力對實驗的影響，下列操作不可行的是________． A．下落的重物選用鐵質(zhì)重錘 B．安裝打點計時器時，應使兩限位孔在同一豎直線上 C

4、．釋放紙帶前，手應提住紙帶上端并使紙帶保持豎直 D．重錘下落中，手始終提住紙帶上端，保持紙帶豎直 (2)打B點時，重錘的速度vB＝________. (3)該同學用實驗測得數(shù)據(jù)畫出的v2－h(huán)圖象如圖乙所示．圖線不過坐標原點的原因是________________． 考點二　能量守恒定律 (1)能量既不會憑空________，也不會憑空__________，它只能從____________轉(zhuǎn)化為____________________，或者從______________轉(zhuǎn)移到____________________，在________或________過程中其總量保持不變． (2)自

5、然界中的宏觀過程具有____________性，能量耗散從________________的角度反映出這種方向性． 例3　(2017屆南通中學模擬)下列說法中正確的是(　　) A．機械能守恒是自然界遵循的普遍規(guī)律 B．能量守恒表明，節(jié)約能源是無意義的 C．隨著科技的發(fā)展，永動機是可以制成的 D．能量耗散反映出自然界宏觀過程的方向性 例4　(2017屆南京模擬)下列對能量守恒定律的認識錯誤的是(　　) A．某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加 B．某個物體的能減少，必然有其他物體的能增加 C．不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機器——永動機是不可能制成的 D．石子從空

6、中落下，最后靜止在地面上，說明機械能消失了 1．(2016江蘇學測)在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，下列釋放紙帶的操作正確的是(　　) 2．(2014江蘇學測)“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置如圖3所示．關于該實驗，下列說法正確的是(　　) 圖3 A．重物應選用密度小的物體 B．兩個限位孔應在同一豎直線上 C．打點計時器應接低壓直流電源 D．應先釋放紙帶，后接通電源 3．(2014江蘇學測)崔牛先生向客戶推介他設計的“超級推進器”，該推進器由超導體、激光器、致冷劑以及計算機控制系統(tǒng)組成，其神奇之處在于能通過自身的循環(huán)工作，源源不斷地獲得動力，而不需要消耗任何能

7、源．事實上，這是不可能實現(xiàn)的，因為他的設計違反了(　　) A．質(zhì)量守恒定律 B．電荷守恒定律 C．機械能守恒定律 D．能量守恒定律 4．(2015江蘇學測)如圖4所示為打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗裝置． 圖4 (1)通過研究重物自由下落過程中增加的____________與減少的重力勢能的關系，從而驗證機械能守恒定律． (2)實驗中打點計時器應接____________(選填“直流”或“交流”)電源．正確操作得到的紙帶如圖5所示，O點對應重物做自由落體運動的初始位置，從合適位置開始選取的三個連續(xù)點A、B、C到O點的距離如圖所示，已知重物的質(zhì)量為m，重力加速度為g.則從

8、打下O點到B點的過程中，重物減少的重力勢能為____________． 圖5 答案精析 考點突破 考點一 自由落體　重力勢能　動能　相等 例1　D　[實驗過程中由于受到阻力的作用，重物減小的重力勢能略大于重物增加的動能，D正確．] 例2　(1)D　(2)f (3)打O點時，重錘的速度不為0 解析　(1)重錘下落中，手始終提住紙帶上端，機械能不守恒，本實驗是不可行的． (2)vB＝＝f (3)實驗中應滿足mgh＝mv2，v2＝2gh，圖線不過原點說明初速度不為0. 考點二 (1)產(chǎn)生　消失　一種形式　另一種形式　一個物體　另一個物體　轉(zhuǎn)化

9、　轉(zhuǎn)移　(2)方向　能量轉(zhuǎn)化 例3　D　[能量守恒是自然界遵循的普遍規(guī)律，而不是機械能守恒，A錯誤．由自然界中宏觀過程的方向性知，節(jié)約能源是有意義的，B錯誤．永動機不可能制造出來，C錯誤．] 例4　D　[根據(jù)能量守恒定律，某種形式的能減少，一定存在其他形式能的增加，某個物體的能減少，必然有其他物體的能增加，能的總量是保持不變的，永動機是不可能制成的，石子從空中落到地面機械能沒有消失，故A、B、C對，D錯．] 真題演練 1．A　2.B　3.D 4．(1)動能　(2)交流　mgh2 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375