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课件网) 第八章 机械能守恒定律 第5节 实验：验证机械能守恒定律 方法帮 解题课丨关键能力构建 题型1 纸带分析与数据处理 例1 [教材第98页“练习与应用”第1题改编]某同学做验证机械能守恒定律的实验时,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 点间的距离已测出并标在图8-5-1中,单位是。打点计时器工作频率为 ,重力加 速度取 。 图8-5-1 （1）质量为的重物在打点计时器打2点时的速度 _____,打5点时的速度 _____,此过程中动能增加量_____,重力势能减少量 _____。由以上可得出实验结论：_____。 在误差允许的范围内,该过程机械能守恒 【解析】根据匀变速直线运动的规律,可以求出重物在打点计时器打2点时的速度 ,打5点时的速度 ,所以动能增加量为 ,纸带从2点运动到5点,重物的重力势能减少量为 ,由以上可得 出实验结论：在误差允许的范围内,该过程机械能守恒。 （2）重物增加的动能往往_____（选填“大于”“小于”或“等于”）减少的重力势能,实 验中产生系统误差的原因是_____。 小于 存在空气阻力、纸带受到摩擦力作用 【解析】由于空气阻力和纸带受到摩擦力作用,所以重物增加的动能小于减少的重力势能。 （3）根据实验判断下列图像正确的是（其中表示重物动能的变化量, 表示重物 下落的高度）___。 C 【解析】若重物机械能守恒,重物减少的重力势能转化为动能,即 ,可见重 物增加的动能与下落的距离成正比,选项C正确。 【学会了吗丨变式题】 1.(2025·江苏扬州期末)如图8-5-3甲所示，在验证机械能守恒定律的实验中，质量 的重物由静止释放，打点计时器在纸带上打出了一系列的点，如图乙所示， 相邻计数点间的时间间隔为，长度单位是，取 。求： 图8-5-3 （1）从起点到打下计数点的过程中，重物重力势能减小量 _____，动能 的增加量 _____。（保留两位有效数字） 【解析】重力势能的减小量 打点时重物的速度 动能的增加量 。 （2）即使在实验操作规范、数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验求得的 也一定略大于 ，这是实验存在系统误差的必然结果，该系统误差的主要产生 原因是___。 C A.重物下落的实际距离大于测量值 B.重物质量选用得大了 C.重物在下落的过程中，有摩擦生热 D.先释放纸带后接通打点计时器的电源 【解析】重物在下落的过程中，需要克服阻力做功，重力势能并没有全部转化为动 能，因此该系统误差的主要产生原因是重物在下落的过程中，有摩擦生热。故选C。 图8-5-4 （3）某同学利用自己做该实验时打出的纸带，测量出了各计数 点到打点计时器打下的第一个点的距离 ，算出了各计数点对应 的速度，以为横轴，以 为纵轴画出了如图8-5-4所示的图线。 则图线未过原点 的原因是_____ _____，图线的斜率近似等于___。 实验中先释放重物后接通 （打点计时器）电源 A A.B.C. 【解析】从图像中可以看出，当重物下落的高度为0时，重物的速度不为0，说明操 作中先释放重物，后接通（打点计时器）电源。 根据机械能守恒定律可得，整理可得 ，则 图像的斜率为 ，故选A。 题型2 实验方法的迁移和创新 例2 (2023·天津卷)某同学利用图8-5-5所示的气垫导轨实验装置验证机械能守恒定律， 主要实验步骤如下： 图8-5-5 A.将桌面上的气垫导轨调至水平； B.测出遮光条的宽度 C.将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离 D.由静止释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间 E.称出托盘和砝码总质量，滑块（含遮光条）的质量 已知当地重力加速度为 ，回答以下问题。（用题中所给的字母表示） （1）遮光条通过光电门时的速度大小为_ __； 【解析】遮光条通过光电门时的速度大小为 。 （2）遮光条由静止运动至光电门的过程，系统 ... ...
