高考物理一輪精細(xì)復(fù)習(xí) （必備基礎(chǔ)點(diǎn)撥+高考考點(diǎn)集結(jié)+考點(diǎn)專訓(xùn)）實(shí)驗(yàn)《 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》》課件

《高考物理一輪精細(xì)復(fù)習(xí) （必備基礎(chǔ)點(diǎn)撥+高考考點(diǎn)集結(jié)+考點(diǎn)專訓(xùn)）實(shí)驗(yàn)《 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》》課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪精細(xì)復(fù)習(xí) （必備基礎(chǔ)點(diǎn)撥+高考考點(diǎn)集結(jié)+考點(diǎn)專訓(xùn)）實(shí)驗(yàn)《 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》》課件（48頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康?驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。 二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理超鏈接超鏈接圖實(shí)圖實(shí)61 四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟 (1)安裝置：按圖實(shí)安裝置：按圖實(shí)62所示將檢查、調(diào)整所示將檢查、調(diào)整好的打點(diǎn)計時器豎直固定在鐵架臺上，接好電路。好的打點(diǎn)計時器豎直固定在鐵架臺上，接好電路。 (2)打紙帶：將紙帶的一端用夾子固定在重打紙帶：將紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點(diǎn)計時器的限位孔，用手物上，另一端穿過打點(diǎn)計時器的限位孔，用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點(diǎn)計時器的地方。先接通電源，提著紙帶使重物靜止在靠近打點(diǎn)計時器的地方。先接通電源，后松開紙帶，讓重物帶著紙帶自由下

2、落。后松開紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落。 更換紙帶重復(fù)做更換紙帶重復(fù)做35次實(shí)驗(yàn)。次實(shí)驗(yàn)。 三、實(shí)驗(yàn)器材三、實(shí)驗(yàn)器材 鐵架臺鐵架臺(含鐵夾含鐵夾)，打點(diǎn)計時器，學(xué)生電源，紙帶，復(fù)寫紙，打點(diǎn)計時器，學(xué)生電源，紙帶，復(fù)寫紙，導(dǎo)線，毫米刻度尺，重物導(dǎo)線，毫米刻度尺，重物(帶紙帶夾帶紙帶夾)。圖實(shí)圖實(shí)62(3)選紙帶：分兩種情況說明選紙帶：分兩種情況說明 五、數(shù)據(jù)處理五、數(shù)據(jù)處理 1測量計算測量計算2驗(yàn)證守恒驗(yàn)證守恒 六、注意事項六、注意事項 (1)打點(diǎn)計時器要穩(wěn)定地固定在鐵架臺上，打點(diǎn)計打點(diǎn)計時器要穩(wěn)定地固定在鐵架臺上，打點(diǎn)計時器平面與紙帶限位孔調(diào)整到豎直方向，以減小摩擦?xí)r器平面與紙帶限位孔調(diào)整到豎

3、直方向，以減小摩擦阻力。阻力。 (2)重物要選用密度大、體積小的物體，這樣可以減重物要選用密度大、體積小的物體，這樣可以減小空氣阻力的影響，從而減小實(shí)驗(yàn)誤差。小空氣阻力的影響，從而減小實(shí)驗(yàn)誤差。 (3)實(shí)驗(yàn)中，需保持提紙帶的手不動，且保證紙帶豎實(shí)驗(yàn)中，需保持提紙帶的手不動，且保證紙帶豎直，待接通電源，打點(diǎn)計時器工作穩(wěn)定后，再松開紙帶。直，待接通電源，打點(diǎn)計時器工作穩(wěn)定后，再松開紙帶。 七、誤差分析七、誤差分析 (1)本實(shí)驗(yàn)中因重物和紙帶在下落過程中要克服各種阻本實(shí)驗(yàn)中因重物和紙帶在下落過程中要克服各種阻力力(空氣阻力、打點(diǎn)計時器阻力空氣阻力、打點(diǎn)計時器阻力)做功，故動能的增加量做功，故動能的增

4、加量Ek稍稍小于重力勢能的減少量小于重力勢能的減少量Ep，即，即EkEp，這屬于系統(tǒng)誤差。，這屬于系統(tǒng)誤差。改進(jìn)的辦法是調(diào)整器材的安裝，盡可能地減少阻力。改進(jìn)的辦法是調(diào)整器材的安裝，盡可能地減少阻力。 (2)本實(shí)驗(yàn)的另一個誤差來源于長度的測量，屬偶然誤本實(shí)驗(yàn)的另一個誤差來源于長度的測量，屬偶然誤差。減小誤差的辦法是測下落距離時都從差。減小誤差的辦法是測下落距離時都從0點(diǎn)量起，一次將點(diǎn)量起，一次將各打點(diǎn)對應(yīng)的下落高度測量完?；蛘卟捎枚啻螠y量取平均值各打點(diǎn)對應(yīng)的下落高度測量完。或者采用多次測量取平均值來減小誤差。來減小誤差。實(shí)驗(yàn)原理與操作實(shí)驗(yàn)原理與操作 例例1在利用自由落體運(yùn)動驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的

5、在利用自由落體運(yùn)動驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，電源的頻率為實(shí)驗(yàn)中，電源的頻率為50 Hz，依次打出的點(diǎn)為，依次打出的點(diǎn)為0,1,2,3,4n。則：。則：圖實(shí)圖實(shí)63 (1)如用第如用第2點(diǎn)到第點(diǎn)到第6點(diǎn)之間的紙帶來驗(yàn)證，必須直接點(diǎn)之間的紙帶來驗(yàn)證，必須直接測量的物理量為測量的物理量為_、_、_，必須，必須計算出的物理量為計算出的物理量為_、_，驗(yàn)證的表達(dá)式，驗(yàn)證的表達(dá)式為為_。 (2)下列實(shí)驗(yàn)步驟操作合理的排列順序是下列實(shí)驗(yàn)步驟操作合理的排列順序是_(填填寫步驟前面的字母寫步驟前面的字母)。 A將打點(diǎn)計時器豎直安裝在鐵架臺上將打點(diǎn)計時器豎直安裝在鐵架臺上 B接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落

6、接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落(2)實(shí)驗(yàn)操作順序?yàn)閷?shí)驗(yàn)操作順序?yàn)锳DBCEF。題組演練題組演練1在在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，要驗(yàn)證的是重的實(shí)驗(yàn)中，要驗(yàn)證的是重物重力勢能的減少等于它動能的增加，以下步驟僅是實(shí)物重力勢能的減少等于它動能的增加，以下步驟僅是實(shí)驗(yàn)中的一部分，在這些步驟中多余的或錯誤的有驗(yàn)中的一部分，在這些步驟中多余的或錯誤的有_。A用天平稱出重物的質(zhì)量用天平稱出重物的質(zhì)量B把打點(diǎn)計時器固定到鐵架臺上，并用導(dǎo)線把它和把打點(diǎn)計時器固定到鐵架臺上，并用導(dǎo)線把它和低壓交流電源連接起來低壓交流電源連接起來C把紙帶的一端固定到重物上，另一端穿過打點(diǎn)計把紙帶的一端固

7、定到重物上，另一端穿過打點(diǎn)計時器的限位孔，把重物提升到一定高度時器的限位孔，把重物提升到一定高度D接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后釋放紙帶接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后釋放紙帶E用秒表測出重物下落的時間用秒表測出重物下落的時間答案：答案：AE2(2012湖北百校聯(lián)考湖北百校聯(lián)考)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝的實(shí)驗(yàn)裝置可以采用圖實(shí)置可以采用圖實(shí)64所示的甲或乙方案來進(jìn)行。所示的甲或乙方案來進(jìn)行。圖實(shí)圖實(shí)64(1)比較這兩種方案，比較這兩種方案，_(填填“甲甲”或或“乙乙”)方案方案好些。好些。(2)該同學(xué)開始實(shí)驗(yàn)時情形如圖丙所示，接通電源釋放紙該同學(xué)開始實(shí)驗(yàn)時情形如圖丙所示，接通電源釋放紙帶。

8、請指出該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中存在的兩處明顯錯誤或帶。請指出該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中存在的兩處明顯錯誤或不當(dāng)?shù)牡胤剑翰划?dāng)?shù)牡胤剑篲；_。(3)該實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，且測得每兩個計數(shù)點(diǎn)間的距該實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，且測得每兩個計數(shù)點(diǎn)間的距離如圖丁中所示。已知相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔離如圖丁中所示。已知相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔T0.1 s。則物體運(yùn)動的加速度。則物體運(yùn)動的加速度a_；該紙帶是采；該紙帶是采用用_(填填“甲甲”或或“乙乙”)實(shí)驗(yàn)方案得到的。實(shí)驗(yàn)方案得到的。解析：由解析：由xaT2，利用逐差法得到物體運(yùn)動的加速度，利用逐差法得到物體運(yùn)動的加速度a4.8 m/s2。若用自由落體實(shí)驗(yàn)測得物體運(yùn)動

9、的加速度。若用自由落體實(shí)驗(yàn)測得物體運(yùn)動的加速度a應(yīng)該接近應(yīng)該接近10 m/s2，所以該紙帶是采用，所以該紙帶是采用“乙乙”實(shí)驗(yàn)方案得實(shí)驗(yàn)方案得到的。到的。答案：答案：(1)甲甲(2)打點(diǎn)計時器接了直流電源重物離打點(diǎn)計時器接了直流電源重物離打點(diǎn)計時器太遠(yuǎn)打點(diǎn)計時器太遠(yuǎn)(3)4.8 m/s2乙乙數(shù)據(jù)處理與誤差分析數(shù)據(jù)處理與誤差分析 例例2在在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，已的實(shí)驗(yàn)中，已知電磁打點(diǎn)計時器所用的電源的頻率為知電磁打點(diǎn)計時器所用的電源的頻率為50 Hz，查得當(dāng)，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊氐闹亓铀俣萭9.80 m/s2，測得所用的重物質(zhì)量為，測得所用的重物質(zhì)量為1.00

10、kg。實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶。實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶(如圖實(shí)如圖實(shí)65所示所示)，把第一個點(diǎn)記為，把第一個點(diǎn)記為O，另選連續(xù)的四個點(diǎn)，另選連續(xù)的四個點(diǎn)A、B、C、D作為測量的點(diǎn)，經(jīng)測量知道作為測量的點(diǎn)，經(jīng)測量知道A、B、C、D各點(diǎn)到各點(diǎn)到O點(diǎn)的點(diǎn)的距離分別為距離分別為62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm。圖實(shí)圖實(shí)65(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)，重力勢點(diǎn)，重力勢能的減少量等于能的減少量等于_J，動能的增加量等于，動能的增加量等于_J(取三位有效數(shù)字取三位有效數(shù)字)。(2)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物下落時的

11、實(shí)際加速度根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物下落時的實(shí)際加速度a_m/s2，a_g(填填“大于大于”或或“小于小于”)，原因是原因是_。 (2)根據(jù)根據(jù)CDAB2aT2，CDODOC，ABOBOA，代入數(shù)據(jù)得，代入數(shù)據(jù)得a9.75 m/s2g。 實(shí)驗(yàn)中重物受空氣阻力，紙帶受限位孔或打點(diǎn)計實(shí)驗(yàn)中重物受空氣阻力，紙帶受限位孔或打點(diǎn)計時器振針的阻力作用，導(dǎo)致時器振針的阻力作用，導(dǎo)致a”“”或或“”)，造成這種結(jié)，造成這種結(jié)果的主要原因是果的主要原因是_。(3)由于存在空氣阻力的影響，所以由于存在空氣阻力的影響，所以EpEk。答案：答案：(1)3.48(2)1.241.28(3)”“”或或“”)時，說明氣墊導(dǎo)軌已

12、經(jīng)水平。時，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。 (2)用螺旋測微器測遮光條寬度用螺旋測微器測遮光條寬度d，測量結(jié)果如圖丙，測量結(jié)果如圖丙所示，則所示，則d_mm。 (3)滑塊滑塊P用細(xì)線跨過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與質(zhì)量為用細(xì)線跨過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼的鉤碼Q相連，將滑塊相連，將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過計算由圖甲所示位置釋放，通過計算機(jī)得到的圖象如圖乙所示，若機(jī)得到的圖象如圖乙所示，若t1、t2和和d已知，要驗(yàn)證滑已知，要驗(yàn)證滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，還應(yīng)測出塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，還應(yīng)測出_和和_(寫出物理量的名稱及符號寫出物理量的名稱及符號)。 (4)若上述物理量

13、間滿足關(guān)系式若上述物理量間滿足關(guān)系式_，則，則表明在上述過程中，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。表明在上述過程中，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。 解析解析(1)當(dāng)當(dāng)t1t2時，滑塊通過光電門時，滑塊通過光電門A、B的速度的速度相同，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。相同，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。 (2)d8 mm0.01 mm47.48.474 mm。答案答案(1)(2)8.474(在在8.4738.475之間均算對之間均算對)(3)滑塊質(zhì)量滑塊質(zhì)量M兩光電門間距離兩光電門間距離L 一、本題創(chuàng)新點(diǎn)分析一、本題創(chuàng)新點(diǎn)分析 1源于教材源于教材本例中驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律所使本例中驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律所使用的氣墊導(dǎo)軌

14、、光電傳感器優(yōu)于課本實(shí)驗(yàn)器材。用的氣墊導(dǎo)軌、光電傳感器優(yōu)于課本實(shí)驗(yàn)器材。 2高于教材高于教材本例中將懸掛的鉤碼本例中將懸掛的鉤碼Q納入驗(yàn)證納入驗(yàn)證機(jī)械能守恒的系統(tǒng)，消除了系統(tǒng)誤差。機(jī)械能守恒的系統(tǒng)，消除了系統(tǒng)誤差。 二、本實(shí)驗(yàn)還可以從以下方面進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新二、本實(shí)驗(yàn)還可以從以下方面進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新 (一一)實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新圖實(shí)圖實(shí)68 (二二)數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 1本實(shí)驗(yàn)中的打點(diǎn)計時器，不采用電磁打點(diǎn)計時器，而本實(shí)驗(yàn)中的打點(diǎn)計時器，不采用電磁打點(diǎn)計時器，而采用電火花打點(diǎn)計時器，可以避免振針阻力的影響，減小實(shí)采用電火花打點(diǎn)計時器，可以避免振針阻力的影響，減小實(shí)驗(yàn)的誤差。驗(yàn)的誤差。 2用高頻閃

15、光照相機(jī)對自由落體運(yùn)動的小球拍照，可通用高頻閃光照相機(jī)對自由落體運(yùn)動的小球拍照，可通過分析小球的閃光照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒，數(shù)據(jù)處理方法與處過分析小球的閃光照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒，數(shù)據(jù)處理方法與處理紙帶類似。理紙帶類似。 3利用光電門測小球下落速度的方法驗(yàn)證機(jī)械能守恒，利用光電門測小球下落速度的方法驗(yàn)證機(jī)械能守恒，可以減小因打點(diǎn)計時器限位孔及振針的阻力對實(shí)驗(yàn)精確度的可以減小因打點(diǎn)計時器限位孔及振針的阻力對實(shí)驗(yàn)精確度的影響。影響。題組演練題組演練5(2012九江模擬九江模擬)圖實(shí)圖實(shí)69甲是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定甲是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)。小圓柱由一根不可伸長的輕繩拴住，輕律的實(shí)驗(yàn)。小圓柱由一根不可伸長的輕

16、繩拴住，輕繩另一端固定。將輕繩拉至水平后由靜止釋放。在繩另一端固定。將輕繩拉至水平后由靜止釋放。在最低點(diǎn)附近放置一組光電門，測出小圓柱運(yùn)動到最最低點(diǎn)附近放置一組光電門，測出小圓柱運(yùn)動到最低點(diǎn)的擋光時間低點(diǎn)的擋光時間t，再用游標(biāo)卡尺測出小圓柱的直，再用游標(biāo)卡尺測出小圓柱的直徑徑d，如圖乙所示，重力加速度為，如圖乙所示，重力加速度為g。則。則圖實(shí)圖實(shí)69(1)小圓柱的直徑小圓柱的直徑d_cm。(2)測出懸點(diǎn)到圓柱重心的距離測出懸點(diǎn)到圓柱重心的距離l，若等式，若等式gl_成成立，說明小圓柱下擺過程機(jī)械能守恒。立，說明小圓柱下擺過程機(jī)械能守恒。(3)若在懸點(diǎn)若在懸點(diǎn)O安裝一個拉力傳感器，測出繩子上的拉

17、力安裝一個拉力傳感器，測出繩子上的拉力F，則要驗(yàn)證小圓柱在最低點(diǎn)的向心力公式還需要測量的物則要驗(yàn)證小圓柱在最低點(diǎn)的向心力公式還需要測量的物理量是理量是_(用文字和字母表示用文字和字母表示)，若等式若等式F_成立，則可驗(yàn)證小圓柱在最低點(diǎn)的成立，則可驗(yàn)證小圓柱在最低點(diǎn)的向心力公式。向心力公式。解析：解析：(1)小圓柱的直徑小圓柱的直徑d10 mm20.1 mm10.2 mm1.02 cm。圖實(shí)圖實(shí)610(1)滑塊的速度滑塊的速度v1、v2如何求出？滑塊通過如何求出？滑塊通過G1、G2時的高時的高度差度差h如何求出？如何求出？(2)若測得圖中若測得圖中L1 m，x0.5 m，H20 cm，m500 g，滑塊通過滑塊通過G1和和G2的時間分別為的時間分別為5102 s和和2102 s，當(dāng)，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊刂亓铀俣萭9.80 m/s2，試判斷機(jī)械能是否守恒。，試判斷機(jī)械能是否守恒。答案：見解析答案：見解析