高考物理二轮复习 实验六 验证机械能守恒定律课件 沪科版.ppt

2012高考物理二轮复习课件（沪高考物理二轮复习课件（沪科版）：实验六　验证机械能守恒科版）：实验六　验证机械能守恒定律定律2012高考物理二轮复习课件（沪科版）：高考物理二轮复习课件（沪科版）：实验六　验证机械能守恒定律实验六　验证机械能守恒定律 过程分析导引过程分析导引实验典例精析实验典例精析知能优化演练知能优化演练知识要点归纳知识要点归纳实实验验六　六　验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律知识要点归纳知识要点归纳实验目的实验目的验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律．．实验实验原理原理通通过实验过实验，求做自由落体运，求做自由落体运动动物体的重力物体的重力势势能的减能的减少量和相少量和相应过应过程程动动能的增加量．若二者相等，能的增加量．若二者相等，说说明明机械能守恒，从而机械能守恒，从而验证验证机械能守恒定律．机械能守恒定律．实验实验器材器材打点打点计时计时器及器及电电源、源、纸带纸带、复写、复写纸纸、重物、刻度尺、、重物、刻度尺、带带有有铁夹铁夹的的铁铁架台、架台、导线导线．．过程分析导引过程分析导引一、一、实验实验步步骤骤1．．如如图图5－－6－－1所所示示装装置置，，将将纸纸带带固固定定在在重重物物上，上，让纸带让纸带穿穿过过打点打点计时计时器器．．图图5－－6－－12．用手提着．用手提着纸带纸带，，让让重物静止地靠近打点重物静止地靠近打点计计时时器的下方，然后接通器的下方，然后接通电电源，松开源，松开纸带纸带，，让让重重物自由落下，物自由落下，纸带纸带上打下一系列小点．上打下一系列小点．3．从打出的几条．从打出的几条纸带纸带中挑中挑选选第一、二点第一、二点间间的的距离接近距离接近2 mm且点迹清晰的且点迹清晰的纸带进纸带进行行测测量，量，记记下第一个点的位置下第一个点的位置O，并在，并在纸带纸带上从任意点开上从任意点开始依次始依次选选取几个点取几个点1、、2、、3、、4…，并量出各点，并量出各点到到O点的距离点的距离h1、、h2、、h3…，，计计算相算相应应的重力的重力势势能减少量能减少量mghn.1．本．本实验实验中因重物和中因重物和纸带纸带在下落在下落过过程中要程中要克服各种阻力克服各种阻力(空气阻力、打点空气阻力、打点计时计时器阻力器阻力)做功，故做功，故动动能的增加量能的增加量ΔEk稍小于重力稍小于重力势势能能的减少量的减少量ΔEp，即，即ΔEk<ΔEp，，这这属于系属于系统误统误差．改差．改进进的的办办法是法是调调整器材的安装，尽可能整器材的安装，尽可能地减小阻力．地减小阻力．2．本．本实验实验的另一个的另一个误误差来源于差来源于长长度的度的测测量，属量，属偶然偶然误误差．减小差．减小误误差的差的办办法是法是测测下落距离下落距离时时都都从从0点量起，一次将各打点点量起，一次将各打点对应对应的下落高度的下落高度测测量量完，或者多次完，或者多次测测量取平均量取平均值值来减小来减小误误差．差．四、四、实验结论实验结论　在重力作用下，物体的重力　在重力作用下，物体的重力势势能和能和动动能可以能可以互相互相转转化，但化，但总总的机械能守恒．的机械能守恒．实验典例精析实验典例精析题型一题型一仪器的选择和误差分析仪器的选择和误差分析例例例例1 1           (2010年年高高考考课课标标全全国国卷卷)图图5－－6－－2为为验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律的的实实验验装装置置示示意意图图．．现现有有的的器器材材为为：：带带铁铁夹夹的的铁铁架架台台、、电电磁磁打打点点计计时时器器、、纸纸带带、、带铁夹的重锤、天平带铁夹的重锤、天平．．回答下列问题：回答下列问题：(1)为为完完成成此此实实验验，，除除了了所所给给的的器器材材，，还还需需要要的的器器材有材有__________．．(填入正确选项的前字母填入正确选项的前字母)图图5－－6－－2A．米尺．米尺B．秒表．秒表C．．0～～12 V的直流的直流电电源源D．．0～～12 V的交流的交流电电源源(2)实验实验中中误误差差产产生的原因有生的原因有________________________________________________________________________．．(写出两个写出两个原因原因)【【解解析析】】　　(1)用用A项项米米尺尺测测量量长长度度，，用用D项项交交流流电电源源供供打打点点计计时时器器使使用用．．(2)纸纸带带与与打打点点计计时时器器之之间间有有摩摩擦擦；；用用米米尺尺测测量量纸纸带带上上点点的的位位置置时时读读数数有有误误差差；；计计算算势势能能变变化化时时选选取取的的始始末末两两点点距距离离过过近近；；交流交流电频电频率不率不稳稳定定．．【答案【答案】】　　(1)A、、D　　(2)纸带纸带与打点与打点计时计时器之器之间间有摩擦；用米尺有摩擦；用米尺测测量量纸带纸带上点的位置上点的位置时读时读数有数有误误差；差；计计算能算能变变化化时时，，选选取始末两点距离取始末两点距离过过近；交近；交流流电频电频率不率不稳稳定定．．题型二题型二创新实验设计创新实验设计例例例例2         某同学利用如某同学利用如图图5－－6－－3所示的所示的实验实验装置装置验验证证机械能守恒定律．弧形机械能守恒定律．弧形轨轨道末端水平，离地面道末端水平，离地面的高度的高度为为H.将将钢钢球从球从轨轨道的不同高度道的不同高度h处处由静止由静止释释放，放，钢钢球的落点距球的落点距轨轨道末端的水平距离道末端的水平距离为为s. 图图5－－6－－3 (1)若若轨轨道完全光滑，道完全光滑，s2与与h的理的理论论关系关系应满应满足足s2＝＝________(用用H、、h表示表示)．．(2)该该同学同学经实验测经实验测量得到一量得到一组组数据，如下表所示：数据，如下表所示：h(10－－1m)2.003.004.005.006.00s2(10－－1m2)2.623.895.206.537.78请请在在图图5－－6－－4所所示示的的坐坐标标纸纸上上作作出出s2—h关关系系图图．．图图5－－6－－4(3)对对比比实验结实验结果与理果与理论计论计算得到的算得到的s2—h关系关系图图线线(图图中已画出中已画出)，自同一高度静止，自同一高度静止释释放的放的钢钢球，球，水平抛出的速率水平抛出的速率______(填填“小于小于”或或“大于大于”)理理论论值值．．(4)从从s2—h关系关系图线图线中分析得出中分析得出钢钢球水平抛出的球水平抛出的速率差十分速率差十分显显著，你著，你认为认为造成上述偏差的可能造成上述偏差的可能原因是原因是__________．．图图5－－6－－5(3)从从图图中看，同一中看，同一h时时的的s2值值，理，理论值论值明明显显大于大于实际值实际值，而在同一高度，而在同一高度H下的平抛运下的平抛运动动水平射程水平射程由水平速率决定，可由水平速率决定，可见实际见实际水平速率小于理水平速率小于理论论速率．速率．(4)由于客由于客观观上，上，轨轨道与道与钢钢球球间间存在摩擦，机械存在摩擦，机械能减小，因此会能减小，因此会导导致致实际值实际值比理比理论值论值小．小．钢钢球球的的转动转动也需要能量也需要能量维维持，而机械能守恒中没有持，而机械能守恒中没有考考虑虑重力重力势势能能转转化成化成转动动转动动能的能的这这一部分，也一部分，也会会导导致致实际实际速率明速率明显显小于理小于理论论速率速率(这这一点，可一点，可能不少同学会考能不少同学会考虑虑不到不到)．．【答案【答案】　】　(1)4Hh(2)如如图图5－－6－－5所示　所示　(3)小于小于(4)摩擦，摩擦，转动转动(回答其一即可回答其一即可)【【规规律律总总结结】】　　在在设设计计一一个个新新实实验验时时一一定定要要采采用用类类比比所所学学过过的的实实验验找找出出设设计计实实验验的的原原理理和和方方法法．．而而本本实实验验应应围围绕绕机机械械能能守守恒恒定定律律的的验验证证设设计计，，一一是是应应注注意意实实验验一一般般以以速速度度的的测测量量为为突突破破口，二是要口，二是要满满足机械能守恒的条件足机械能守恒的条件．．。