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例3.（2007年理综全国卷Ⅱ20）假定地球、月球都静止不动，用火箭从地球沿地月连线发射一探测器。假定探测器在地球表面附近脱离火箭。用W表示探测器从脱离火箭处到月球的过程中克服地球引力做的功，用Ek表示探测器脱离火箭时的动能，若不计空气阻力，则（ ）
A. Ek必须大于或等于W，探测器才能到达月球 B. Ek小于W，探测器也可能到达月球
C. Ek＝1/2 W，探测器一定能到达月球 D. Ek＝ 1/2 W ，探测器一定不能到达月球 解析：设月球引力对探测器做的功为W1， 根据动能定理可得：－W＋W1＝0－Ek，
根据F?Gm1m2，可知，F地＞F月， r2由W=Fs 虽然F是变力,但通过的距离一样,所以W＞W1，Ek ＝W-W1 < W 故B选项正确。 由于探测器在从地球到月球的过程中，地球引力越来越小，此过程中克服地球引力做的功为W，在从地球到达地月连线中点的过程中，探测器克服地球引力做的功要远大于1/2 W，而月球引力对探测器做的功很小，探测器的初动能若为1/2 W ，则到不了地月连线中点速度即减为0，所以探测器一定不能到达月球。 D选项也正确。 答案：BD
典型例题：
例4：质量为m的物体，从静止开始以3g/4的加速度竖直向下运动了h米，以下判断正确的是： （ ） A．物体的重力可能做负功 B．物体的重力势能一定减少了3mgh/4 C．物体的重力势能增加了mgh D．物体的机械能减少mgh/4 答案：D
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例5.
如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上作振幅为A的简谐运
动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长。则物体在振动过程中 ( ) A．物体在最低点时的弹力大小应为2mg B．弹簧的弹性势能和物体动能总和不变 C．弹簧的最大弹性势能等于2mgA D．物体的最大动能应等于mgA 答案：AC
第5课时 实验（6） 验证机械能守恒定律
1、高考解读
真题品析
知识：探究动能定理
例1. （09年广东物理）15.（10分）某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”，如图12，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小。小车中可以放置砝码。
（1）实验主要步骤如下：
①测量________和拉力传感器的总质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器上另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；
②将小车停在C点，__________，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。
③在小车中增加砝码，或_______________，重复②的操作。 （2）表1是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量m之和，|v2－v1| 是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量△E，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所作的功。表格中△E3=__________，W3=________.(结果保留三位有效数字)
（3）根据表1，请在图13中的方格纸上作出△E-W图线。
2
2
图12
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表1 数据记录表 次数 1 .500
0
2 .500
0
3 .500
1
4 .000
1
5 .000
2.84
.42
.860
.43
2.40
.20 1
.420
2
.21 1
2.40
E3 1
.220
2
3
M/kg 0
|v2－v1| /(m/s)
2
22
△E/J 0
F/N 0.400
0.840
1
W/J 0.200
0.420
W
0.760
.190
0
1.65
.413
△
1
解析：（1）略；（2）由各组数据可见规律?E?F-W数据规律可得数值上W=F/2=0.610;
（3）在方格纸上作出△E-W图线如图所示
12mv2?v12，可得△E3=0.600；观察2?E
W
答案：（1）①小车、砝码 ②然后释放小车 ③减少砝码 （2）0.600 0.610 热点关注
知识：验证机械能守恒定律
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H s 知识改变命运，学习成就未来
例2. (08年高考江苏卷物理)11.(10分)某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.弧形轨道末端水平，离地面的高度为H,将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s.
(1)若轨道完全光滑，s与h的理论关系应满足s= (用H、h表示). (2)该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：
2
2
H(10－1 m) s2(10－1 m2) 2.00 2.62 2
3.00 3.89 4.00 5.20 5.00 6.53 6.00 7.78 请在坐标纸上作出s—h关系图.
(3)对比实验结果与理论计算得到的s—h关系图线(图中已画出)，自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率 (填“小于”或“大于”)
(4)从s—h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是 。
答案：(1) 4Hh (2) (见右图)，
⑶小于
(4) 摩擦，转动（回答任一即可）
2、知识网络
2
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考点1. 验证机械能守恒定律 一、实验目的 验证机械能守恒定律 二、实验原理
当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒。若某一时刻物体下落的瞬时速度为v，下落高度为h，则应有： mgh?12mv，借助打点计时器，2测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能是否守恒， 实验装置如图所示。测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点的相邻前、后两段相等时间T内下落的距离sn和sn+1，由公式vn?
三、实验器材
铁架台（带铁夹），打点计时器，学生电源，导线，带铁夹的重缍，纸带，米尺。 四、实验步骤
1．按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。 2．把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近，纸带上端用夹子夹住。 3．接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。 4．重复几次，得到3～5条打好点的纸带。
5．在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰的一条纸带，在起始点标上0，以后各依次标上1，2，3??，用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3??。 6．应用公式vn?sn?sn?1d?dn?1 ，或由vn?n?1算出,如图所示。 2T2Thn?1?hn?1计算各点对应的即时速度v1、v2、v3??。
2T2
7．计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量1/2mvn，进行比较。
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