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第一章 功和机械能
1.5 科学验证：机械能守恒定律
机械能
1
机械能
机械能：物体的动能与势能（重力势能、弹性势能）之和
表达式：
动能
重力势能
弹性势能
机械能
机械能守恒定律
2
思考？
苹果从树上落下，忽略空气阻力，苹果的动能和势能怎么变化？苹果的机械能会发生变化吗？
△h
动能变化量：
初动能：
末动能：
h1
h2
势能变化量：
机械能变化量：
机械能守恒定律
内容：在只有重力或弹力这类力做功的情况下，物体系统的动能与势能相互转化，机械能的总量保持不变。
表达式：
h1
h2
1．下列物体机械能守恒的是(　　)
A．在水中下沉的石块
B．被匀速吊起的集装箱
C．在草坪上滚动的足球
D．在光滑曲面上自由运动的物体
D
2.(多选)如图所示，一轻质弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平高度且弹簧保持原长的A点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物从A点摆向最低点B的过程中，下列说法中正确的是( 　　)
A．重物的重力势能减小　　 B．重物的动能增大
C．重物的机械能不变 D．重物的机械能减小
ABD
3.以下四种情境中，物体a机械能守恒的是(不计空气阻力)(　　)
C
4.(多选)如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( 　　)
A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A和弹簧组成的系统机械能守恒
B．乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒
C．丙图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B组成的系统机械能守恒
D．丁图中，小球沿水平面做速率不变的圆周运动时，小球的机械能守恒
ACD
验证机械能守恒定律
3
测量重物质量
铁架台
打点计时器
（需要交流电源）
纸带
重物
天平（非必须）
放置砝码
刻度尺
实验目的：
验证机械能守恒定律
重物靠近打点计时器
先接通电源，再释放纸带
实验步骤：
①使用天平测量重物质量
②手提纸带，使重物由静止开始自由下落
③在纸带上选定零势能点
④计算纸带上各点对应的重物的动能和重力势能之和
天平（非必须）
放置砝码
重物靠近打点计时器
先接通电源，再释放纸带
s1
s2
s3
s4
s5
A
B
零势能点
动能：
势能：
h1
h2
若成立
即可验证机械能守恒定律
下落高度
误差分析
偶然误差：
系统误差：
①长度测量不准确
②交流电频率不稳定
下落时受到摩擦力和空气阻力
多次测量取平均值
减少纸带与打点计时器的摩擦力
选用体积小、密度大的重物，减小空气阻力
1.利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验．
(1) 为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________．
A．动能变化量与势能变化量
B．速度变化量和势能变化量
C．速度变化量和高度变化量
(2) 除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是________．
A．已知频率的交流电源 　 B．刻度尺
C．天平(含砝码) D．停表
A
AB
2．如图1所示，用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，若实验中所用重物的质量m＝1 kg，实验后打下点的纸带如图2所示，打点间隔为T＝0.02 s，则记录A点时，重物动能Ek＝________ J．从A点下落至C点过程重物的重力势能减小量是______J，要验证从A点下落至C点的过程中机械能守恒，还必须求出________，在实际实验中，重物质量________(选填“是”或“不是”)必须测量的物理量．(计算结果保留三位有效数字，g取9.8 m/s2)
0.0968
0.231
C点重物的动能
不是
3.某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．频闪仪每隔0.05 s闪光一次，图中所标数据为实际距离，小球质量m＝0.2 kg.(当地重力加速度g取9.8 m/s 2，结果保留三位有效数字)：
(1)从t2 到t5 时间内，重力势能增量ΔEp＝________ J，
动能减少量ΔEk ＝________ J.
(2)在误差允许的范围内，若ΔEp 与ΔEk 近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算得ΔEp________ΔEk (选填“>”“<”或“＝”)，造成这种结果的主要原因是______________________．
1.42
1.46
存在空气阻力
<
1．把小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A的位置，如图甲所示．迅速松手后，球升高至最高位置C(图丙)，途中经过位置B时弹簧正处于原长(图乙)．松手后，小球从A到B再到C的过程中，忽略弹簧的质量和空气阻力，下列分析正确的是(　　)
A．小球处于A位置时小球的机械能最小
B．小球处于B位置时小球的机械能最小
C．小球处于C位置时小球的机械能最小
D．小球处于A、B、C三个位置时小球的机械能一样大
A
2.如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后的物体以速度vt落到比地面低h的海平面上，若以地面为零势能的参考面且不计空气阻力，则下列说法中正确的是(　　)
D
机械能守恒

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