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 沪科版
30页1、实验六 验证机械能守恒定律 误差分析 1 减小测量误差: 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 误差来源: 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 2m p 进 办法是调整器材的安装,尽可能地减小阻力 。 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 重物密度要大: 重 物应选用质量大、体积小、密度大的材料。 3 一先一后: 应 先接通电源,让打点计时器正常工作,后松开纸带让重物下落。 4 测长度,算速度: 某时刻的瞬时速度的计算应用 vn 2 T,不能用 2 计算 。 热点一 实验原理及数据处理 【 例 1】 在 进行 “ 验证机械能守恒定律 ” 的实验中: 图 1 (1)两实验小组同学分别采用了如图 1甲和乙所示的装置 , 采用两种不同的实验方案进行实验 。 在图甲中 , 下落物体应选择密度 _(选填 “ 大 ” 或“ 小 ” )的重物;在图乙中 , 两个重物的质量关系是填 “ ” 、 “ ” 、 “ ” ); 采用图乙的方案进行实验 , 还
2、需要的实验器材有交流电源 ,刻度尺和 _; 比较两种实验方案 , 你认为图 _(选填 “ 甲 ” 或“ 乙 ” )所示实验方案更合理 , 理由是 _。 (2)有一同学采用了图甲所示的方案 , 选出一条纸带如图 2所示 ,其中 A、 B、 打点计时器通以50 在计数点 之间 、 之间还各有一个点 ,重物的质量为 0.5 .8 m/根据以上数据 , 打 _ J, 这时它的动能是 _ J, 根据上面这两个数据你能得到的结论是:_。 (结果保留三位有效数字 ) 图 2 解析 (1) 为了减小空气阻力的影响,选择体积小、密度大的重物;在题图乙中, 以 两重物质量不等,分析系统损失的重力势能是否近似等于增加的动能时,两边质量不能约去,故需要天平测量两重物的质量。 题图乙中所示实验还受到细线与滑轮的阻力的影响,机械能损失较大,故题图甲所示实验方案较为合理。 ( 2) 重力势能减少量为 E p m g h ;打 B 点时重物的速度为 v B h h ,打 B 点时重 物的动能为 E 12m (h h )2 ,可见在误差允许的范围内,重物下落时机械能守恒。 答案 (1) 大 天平 甲 图乙中还受到细线与
3、滑轮的阻力的影响 (2)误差允许的范围内 ,重物下落时机械能守恒 数据处理的方法 方法一: 用12m m g h 验证时,利用起始点和第 n 点计算。 方法二: 用12m 2m h 验证时,任取两点计算。 方法三: 图像法。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,根据实验数据绘出12h 图线。若在误差允许的范围内图线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。 【 变式训练 】 1 (2014南京模拟 )某 实验小组在做 “ 验证机械能守恒定律 ”实验中 , 提出了如图 3所示的甲 、 乙两种方案:甲方案为用自由落体运动进行实验 , 乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验 。 图 3 (1)组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析 , 最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案 , 你认为该小组选择的方案是 _, 理由是 _。 (2)若该小组采用图甲的装置打出了一条纸带如图 4所示 , 相邻两点之间的时间间隔为 s, 请根据纸带计算出 _m/s(结果保留三位有效数字 )。 图 4 (3)该小组内同学们根据纸带算出了相
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