人教版2020高中物理 第七章 机械能守恒定律 7.9 实验验证机械能守恒定律教案 新人教版必修2

参考答案

自主探究 1.自由 重力势 动 机械能守恒定律

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2.mgh mv

3.这个点前后相邻两点间的平均速度 4.纸带 复写纸 刻度尺 合作探究 一、实验介绍

思考1:我们要求重物做自由落体运动,而阻力是不可避免地存在的,为了减少阻力对实验的影响,应采用密度较大的重物.

思考2:由mgh=mv可得出gh=v,所以无须测量重物的质量.如果实验要求计算势能和动能的具体数据,那就必须要知道重物的质量.

二、实验步骤

思考3:若第一个点为纸带刚开始下落时打下的,则该点与相邻点间距离满足

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h=gt2=×9.8×0.022m≈2×10-3 m=2 mm,因此纸带上的开始两个点间的距离接近2 mm时,则可判定第一个点即为纸带刚开始下落时打下的.

三、数据处理与分析 思考4:EkA+mgΔh=EkB

通过本实验,我们可以得到的结论:EA和EB近似相等,从而验证机械能守恒. 思考5:vB=做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度.

探究讨论:(1)用v=这种方法是根据机械能守恒定律得到的,而我们的目的就是验证机械能守恒定律,所以不能用.

(2)v=gt这种方法认为加速度为g,由于各种摩擦阻力不可避免,所以实际加速度必将小于g,这样将得到机械能增加的结论,有阻力作用机械能应该是减少的,故这种方法也不能用.

四、例题分析 [例1]

(1)P 解析:与重物相连的纸带一端应该先打出点,先打出点的速度较小,从纸带图上可以看出是P点.

(2)0.98m/s

(3)0.49J 0.48 J (4)> 有机械能损失

(5)在误差允许范围内,重物下落时机械能守恒 [例2]EBCA

[例3]0.914 0.909

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课堂检测 1.BD 2.A 3.C

4.解析:(1)由vB=,ΔEkB=,ΔEpB=mghOB 得:vB=0.59m/s,ΔEkB≈0.17J,ΔEpB≈0.17J.

在实验误差允许的范围内,重物动能的增加等于重物重力势能的减少. (2)由mv=mgh,得v=gh,

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所以h的图象应是一条过原点的倾斜的直线,直线斜率等于g,故C图正确.

答案:(1)0.59m/s 0.17J 0.17J 在实验误差允许的范围内,重物动能的增加等于重物重力势能的减少 (2)C

5.解析:(1)利用平均速度等于这段时间中点时刻的瞬时速度的公式,可求出

v2=m/s=1.50m/s,

v5=m/s≈2.08m/s.

又2、5两点间距Δh=0.108m,

所以重力势能的减少量ΔEp=mgΔh≈1.06m J,

动能的增加量ΔEk=≈1.04m J, 比较两值近似相等,可认为机械能守恒定律成立.

(2)因为存在摩擦阻力和空气阻力.改进方法:可使重物质量大些,体积小些,纸带不宜过长.

答案:(1)见解析 (2)见解析

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