高中物理人教版 (2019)必修 第二册实验：验证机械能守恒定律教课内容ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册实验：验证机械能守恒定律教课内容ppt课件，共139页。PPT课件主要包含了A基础练丨知识测评，B综合练丨选考通关，C培优练丨能力提升，提升课专题集训，强化集训等内容，欢迎下载使用。
解题课丨关键能力构建
题型1 纸带分析与数据处理
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__________________________________。
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。
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。
实验中先释放重物后接通（打点计时器）电源
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：
（1）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，系统重力势能减少了______，遮光条经过光电门时，滑块、托盘和砝码的总动能为_________________；
考试课丨核心素养聚焦
考向1 考查实验原理及数据处理
（1）下列所给实验步骤中,有4个是完成实验必需且正确的,把它们选择出来并按实验顺序排列:__________（填步骤前面的序号）。①先接通电源,打点计时器开始打点,然后释放纸带②先释放纸带,然后接通电源,打点计时器开始打点③用电子天平称量重锤的质量④将纸带下端固定在重锤上,穿过打点计时器的限位孔,用手捏住纸带上端⑤在纸带上选取一段,用刻度尺测量该段内各点到起点的距离,记录分析数据⑥关闭电源,取下纸带
类题1 (2024·浙江6月卷)在“验证机械能守恒定律”的实验中:
（1）下列操作正确的是___。
【解析】释放纸带时，要保证纸带竖直，以便减小纸带与限位孔之间的摩擦;另外，重锤要靠近打点计时器，以保证纸带被充分利用。故选B。
考向2 考查实验方法的拓展
（1）若小钢球摆动过程中机械能守恒，则图乙中直线斜率的理论值为____。
（3）该实验系统误差的主要来源是___（单选，填正确答案标号）。A.小钢球摆动角度偏大B.小钢球初始释放位置不同C.小钢球摆动过程中有空气阻力
【解析】该实验系统误差的主要来源是小钢球摆动过程中有空气阻力，使得机械能减小，故选C。
（1）安装实验装置的操作有：①在斜槽末端安装光电门 ②调节斜槽在竖直平面内③调节斜槽末端水平 ④将斜槽安装到底座上其合理的顺序是___（选填“A”“B”或“C”）。A.①②③④ B.④②③① C.④①②③
【解析】正确步骤为先将斜槽安置于底座，再调节斜槽在竖直平面内，然后调节斜槽末端水平，最后安装光电门，故合理的顺序为④②③①，故选B。
练习帮 习题课丨学业质量测评
1.[链接教材第96页图8.5-2]小明利用如图所示装置进行“验证机械能守恒定律”的实验,下列说法正确的是( )
2.（多选）在利用自由落体运动“验证机械能守恒定律”的实验中,有关重物质量的说法正确的是( )
【解析】本实验的原理是利用重物自由下落验证机械能守恒定律，因此应选用质量较大的重物，使重物和纸带所受的阻力与重物所受的重力相比可以忽略不计，从而保证重物和纸带做自由落体运动，选项A正确，B错误；重物的质量不需要测量，选项C正确，D错误。
（1）本实验每次从______（选填“同一”或“不同”）高度释放摆锤，摆锤释放器的作用是__________________。
【解析】本实验每次从同一高度释放摆锤，摆锤释放器的作用是使摆锤由静止释放。
4.(2025·湖北孝感期末)利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）下列说法合理的是_____。
A.实验前需要用天平称出重物的质量B.打点计时器应该接交流电源C.实验前应调整计时器使限位孔位于同一竖直线上D.应先释放重物，再接通电源
（3）下列操作可以减小实验误差的是_____。
【解析】甲同学所用的公式是机械能守恒定律结论的变形公式，在本实验中不可以使用，乙同学的方法正确。
6.(2025·安徽合肥期末)同学们在做“验证机械能守恒定律”实验时，设计了如图甲、乙所示的两种方案。
（1）为完成图甲所示实验方案，下列说法正确的是___。
（3）实验结果显示，系统动能的增加量小于重力势能的减少量，主要原因可能是___。
A.工作电压偏高B.存在空气阻力和摩擦阻力C.先释放物块，后接通电源打出纸带D.利用公式而不是利用纸带来计算物块速度
【解析】工作电压偏高会使振针打点力度偏大，有可能会使打出的点迹为短线，带来测量误差，但这并不是使系统动能的增加量小于重力势能的减少量的原因，A错误；空气阻力和摩擦阻力的存在使得系统机械能有损失，这是系统动能的增加量小于重力势能的减少量的主要原因，B正确；先释放物块，后接通电源打出纸带，系统的初速度不等于0，系统初动能不等于0，而该实验中默认系统的初动能为零，那么系统动能增加量的测量值偏大，系统动能增加量大于重力势能的减少量，C错误；利用公式计算物块速度，是物块速度的理论值，用速度的理论值计算得到的动能增加量也是理论值，动能增加量的理论值一定等于重力势能的减少量，这样的做法达不到验证机械能守恒定律的目的，没有意义。应该利用纸带计算物块的实际速度，D错误。
（1）该小组成员用游标卡尺测得遮光条的宽度
（5）针对（4）出现的情况,有同学提出以滑块、遮光条和钩码作为系统来验证机械能守恒定律,则这位同学写出的表达式应为______________________（用题中物理量的符号表示）。
（2）该同学经实验测量得到几组数据,如下表所示。
【解析】依次描点，连线,如图解析所示。注意不要画成折线。
钢球与轨道之间存在摩擦、钢球转动（回答任一条即可）
【解析】实际实验中，轨道与钢球间存在摩擦，钢球在轨道上下滑时机械能会减少，因此会导致水平抛出速率的实际值比理论值小。钢球在下滑过程中会发生转动，而转动也需要能量维持，实验中没有考虑重力势能转化成转动动能的这一部分，也会导致实际水平抛出的速率明显小于理论速率。
12.如图（a）所示,用包有白纸的圆柱棒代替纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在马达上并随之转动, 使之代替打点计时器。当烧断挂圆柱棒的细线后, 圆柱棒竖直自由落下,毛笔就在包圆柱棒的白纸上画出记号,如图（b）所示。测得记号之间的距离依
（1）图（b）中____（选填“左”或“右”）端是圆柱棒的悬挂端。
【解析】刚开始棒下落的速度小，记号之间的间隔小，所以包有白纸的圆柱棒右端向下，左端是悬挂端。
（3）根据所给的数据,验证棒在下落过程中机械能守恒。
专题1 机械能守恒定律的综合应用
1 连接体组成的系统机械能守恒问题
【解析】
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2 非质点类物体机械能守恒问题
类型1 “液柱”类问题
类型2 “链条”类问题
【解析】
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A.速率的变化量不同B.机械能的变化量不同C.重力势能的变化量相同D.重力做功的平均功率相同
专题2 功能关系 能量守恒定律
类型2 直线运动中的功能关系
类型3 传送带模型中的功能关系
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类型4 滑块—滑板模型中的功能关系
类型5 曲线运动中的功能关系
1.新极限运动 如图所示是高空翼装飞行爱好者在空中滑翔的情景，在空中长距离滑翔的过程中滑翔爱好者( )
A.机械能守恒B.重力势能的减小量小于重力做的功C.重力势能的减小量等于动能的增加量D.动能的增加量等于合力做的功
（1）长木板与地面以及小物块与长木板间动摩擦因数的值；
（2）在整个运动过程中，系统所产生的热量。
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