2016届高考物理大一轮复习 实验六 验证机械能守恒定律课件

栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律 实验六 验证机械能守恒定律 栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律 栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律 一、实验目的 验证机械能守恒定律 二、实验原理 通过实验，求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量，若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律 三、实验器材 打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹 )、导线两根 栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律 四、实验步骤 1安装置： 按实验原理图将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路 2打纸带： 将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打 点计时器的地方先接通电源，后松开纸带，让重物带着 纸带自由下落更换纸带重复做 3次 5次实验 3 选纸带： ( 1 ) 用 m g h 12m 选点迹清晰，且 1 、2 两点间距离接近 2 m m 的纸带 ( 2 ) 用12m 12m h 验证时，只要 A 、 B 之间的点迹清晰即可选用 栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律 五 、 实验结论 在误差允许的范围内 ， 自由落体运动过程机械能守恒 . 栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律 一、验证方案 方案一： 利用起始点和第 n 点计算代入 gh n 和12如果在实验误差允许的范围内， gh n 12则验证了机械能守恒定律 方案二： 任取两点计算 1 任取两点 A 、 B 测出 h 算出 B . 2 算出1212值 3 如果在实验误差允许的范围内， B 1212则验证了机械能守恒定律 栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律 方案三： 图象法从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度 h ，并计算各点速度的平方 后以12 h 为横轴，绘出12h 图线，若是一条过原点且斜率为 g 的直线，则验证了机械能守恒定律 栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律 二、误差分析 1测量误差 ：减小测量误差的方法，一是测下落距离时都从0点量起，一次将各打点对应下落高度测量完，二是多测几次取平均值 2 系统误差 ：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的增加量 E k 12m 定稍小于重力势能的减少量 E p m g h n ，改进办法是调整安装的器材，尽可能地减小阻力 栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律 三 、 注意事项 1 打点计时器要竖直：安装打点计时器时要竖直架稳 ， 使其两限位孔在同一竖直平面内 ， 以减少摩擦阻力 2 重物应选用质量大 、 体积小 、 密度大的材料 3 测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用 v n d n 1 d n 12 T，不能用 v n 2 gd n 或 v n 计算 栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律 考点一 对实验原理和误差分析的考查 考点二 对实验数据处理的考查 栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律 考点一 对实验原理和误差分析的考查 (2015·河北邯郸摸底 )某同学安装如 图甲的实验装置验证机械能守恒定律 栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律 (1)此实验中，应当是让重物做 _运动， _ (填 “ 需要 ” 或 “ 不需要 ” )测出重物的质量 (2)打点计时器所用交流电的频率为 50 同 学选取如图乙所示的一段纸带，对 得 _m/s(保留两位有效数字 )，若再求得 出重物下落的高度为 还应计算 _与 _大小是否相等 (填字母表达式 ). 自由落体 不需要 2 ( 目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律 (3)但该同学在上述实验过程中存在明显的问题安装实验装置时存在的问题是_; 研究纸带时存在的问题是_， 实验误差可能较大 重物会落在桌面上 (或 “ 纸带打点过短 ” 等与此类似的答案 ) B、 栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律 解析 ( 1 ) 由实验原理知，应让重物在松开手后做自由落体运动；根据机械能守恒， h 12m ( ，整理后，得 g h12( ，所以，不需要测量质量 ( 2 ) B 点速度等于 的平均速度， 0 . 1 9 m /s ；根据实验原理知，还应计算12( 与 两者大小是否相等 ( 3 ) 重物距离桌面太近，会落到桌面上； B 、 D 间时间间隔太短，实验误差较大 栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律 用如图甲所示的实验装置验证 静止开始下落， 系列的点，对纸带上的点迹进行测量， 即可验证机械能守恒定律如图乙给出 的是实验中获取的一条纸带： 0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有 4个点 (图中未标出 )，计数点间的 距 离如 图 所 示已知 50 g、 150 g，则： (结果均保留两位有效数字 ) 考点二 对实验数据处理的考查 甲 乙 栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律 ( 1 ) 在纸带上打下计数点 5 时的速度 v _ _ _ _ _ _ _ _ m /s ； ( 2 ) 在打下第 “ 0 ” 到打下第 “ 5 ” 点的过程中 系统动能的增量 E k _ _ _ _ _ _ _ _ J ，系统势能的减少量 E p _ _ _ _ _ _ _ _ J ； ( 取当地的重力加速度 g 1 0 m / ( 3 ) 若某同学作出12h 图象如图丙所示，则当地的重力加速度 g _ _ _ _ _ _ _ _ m / 目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律 解析 ( 1 ) 2 1 . 6 0 2 6 . 4 0 × 10 20 . 1 × 2m /s 2 . 4 m /s . ( 2 ) 2( 0 0 . 5 8 J h 0 . 6 0 J . ( 3 ) 由 ( 12( k . 8 21 . 2 0解得 g 9 . 7 m / 栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律 1物体的速度可以用光电计时器测量，消除纸带与限位孔的摩擦阻力带来的误差 2用频闪照相进行验证，消除纸带受到的阻力 3利用气 垫导轨 来设计该实验，以减小由于摩 擦 带来的误差 栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律 某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如下，当有不透光的物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间 栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律 所用的光电门传感器可测得最短时间为 0 . 0 1 m s . 将挡光效果好、宽度为 d 3 . 8 × 10 3m 的黑色磁带贴在透明直尺上，从一定高 度由静止释放，并使其竖直通过光电门某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间 t i，与图中所示的高度差 h i，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示 ( 取 g 9 . 8 m /：表格中 M 为直尺质量 ) 栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律 ( 1 ) 从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用 v id t 你简要分析该同学这样做的理由是： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . t i ( 1 0 3s) v id t i( m · s 1) E k i12M 2M h i ( m ) h i 1 1 . 2 1 3 . 1 4 2 1 . 1 5 3 . 3 0 0 . 5 2 M 0 . 0 6 0 . 5 9 M 3 1 . 0 0 3 . 8 0 2 . 2 4 M 0 . 2 3 2 . 2 5 M 4 0 . 9 5 4 . 0 0 3 . 1 0 M 0 . 3 2 3 . 1 4 M 5 0 . 9 0 4 . 0 0 M 0 . 4 1 极短时间内平均速度近似等于瞬时速度 目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律 (2)请将表格中数据填写完整 (