(通用版)2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 第33課時(shí) 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律(實(shí)驗(yàn)增分課)講義(含解析).doc
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第33課時(shí)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律(實(shí)驗(yàn)增分課)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證機(jī)械能守恒定律。二、實(shí)驗(yàn)原理1在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中,物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能互相轉(zhuǎn)化,但總的機(jī)械能保持不變。若物體某時(shí)刻瞬時(shí)速度為v,下落高度為h,則重力勢(shì)能的減少量為mgh,動(dòng)能的增加量為mv2,判斷它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等,若相等則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。2速度的測(cè)量:做勻變速運(yùn)動(dòng)的紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于相鄰兩點(diǎn)間的平均速度vt2t。計(jì)算打第n個(gè)點(diǎn)瞬時(shí)速度的方法是:測(cè)出第n個(gè)點(diǎn)的相鄰前后兩段相等時(shí)間T內(nèi)下落的距離xn和xn1,由公式vn或vn算出,如圖所示。三、實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)(含鐵夾)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、紙帶、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、毫米刻度尺、重物(帶紙帶夾)。謹(jǐn)記部分器材用途毫米刻度尺測(cè)量重物下落的高度重物自由下落,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能四、實(shí)驗(yàn)步驟1儀器安裝將檢查、調(diào)整好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上,連接好電路。2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(jì)時(shí)器的限位孔,用手提著紙帶,使重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方。先接通電源,后松開紙帶,讓重物帶著紙帶自由下落。更換紙帶重復(fù)做35次實(shí)驗(yàn)。3選紙帶分兩種情況說明(1)如果根據(jù)mv2mgh驗(yàn)證時(shí),應(yīng)選點(diǎn)跡清晰,打點(diǎn)成一條直線,且1、2兩點(diǎn)間距離小于或接近2 mm的紙帶。若1、2兩點(diǎn)間的距離大于2 mm,則可能是由于先釋放紙帶,后接通電源造成的。這樣,第1個(gè)點(diǎn)就不是運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)了,這樣的紙帶不能選。(2)如果根據(jù)mvB2mvA2mgh驗(yàn)證時(shí),由于重力勢(shì)能的變化是絕對(duì)的,處理紙帶時(shí),選擇適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn),這樣紙帶上打出的第1、2兩點(diǎn)間的距離是否接近2 mm就無關(guān)緊要了,只要后面的點(diǎn)跡清晰就可選用。五、數(shù)據(jù)處理1求瞬時(shí)速度由公式vn可以計(jì)算出重物下落h1、h2、h3、的高度時(shí)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v1、v2、v3、。2驗(yàn)證守恒方法一:利用起始點(diǎn)和第n點(diǎn)計(jì)算,代入ghn和vn2,如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),ghnvn2,則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。方法二:任取兩點(diǎn)A、B測(cè)出hAB,算出ghAB和的值,如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),ghABvB2vA2,則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。方法三:圖像法,從紙帶上選取多個(gè)點(diǎn),測(cè)量從第一點(diǎn)到其余各點(diǎn)的下落高度h,并計(jì)算各點(diǎn)速度的平方v2,然后以v2為縱軸,以h為橫軸,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出v2h圖線。若在誤差允許的范圍內(nèi)圖像是一條過原點(diǎn)且斜率為g的直線,則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。六、誤差分析1系統(tǒng)誤差本實(shí)驗(yàn)中因重物和紙帶在下落過程中要克服各種阻力(空氣阻力、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器阻力)做功,故動(dòng)能的增加量Ek稍小于重力勢(shì)能的減少量Ep,即EkEp,這屬于系統(tǒng)誤差,改進(jìn)的方法是調(diào)整器材的安裝,盡可能地減小阻力。2偶然誤差本實(shí)驗(yàn)的另一誤差來源于長(zhǎng)度的測(cè)量,屬于偶然誤差。減小誤差的方法是測(cè)下落距離時(shí)都從O點(diǎn)測(cè)量,一次將各打點(diǎn)對(duì)應(yīng)的下落高度測(cè)量完,或者多次測(cè)量取平均值。七、注意事項(xiàng)1應(yīng)盡可能控制實(shí)驗(yàn)條件,即應(yīng)滿足機(jī)械能守恒的條件,這就要求盡量減小各種阻力的影響,采取的措施有:(1)安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),必須使兩個(gè)限位孔的中線嚴(yán)格豎直,以減小摩擦阻力。(2)應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物,增大重力可使阻力的影響相對(duì)減小,增大密度可以減小體積,可使空氣阻力減小。2實(shí)驗(yàn)中,提紙帶的手要保持不動(dòng),且保證紙帶豎直,接通電源,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后再松開紙帶。3驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí),可以不測(cè)出重物質(zhì)量,只要比較vn2和ghn是否相等即可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒。4測(cè)量下落高度時(shí),為了減小測(cè)量值h的相對(duì)誤差,選取的各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)遠(yuǎn)一些,紙帶也不宜過長(zhǎng),有效長(zhǎng)度可在6080 cm之間。5速度不能用vngtn或vn計(jì)算,否則犯了用機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒的錯(cuò)誤。考法一實(shí)驗(yàn)原理與操作1.(2019漳州檢測(cè))用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源,輸出電壓有6 V的交流電和直流電兩種。重物從高處由靜止開始下落,重物拖著紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。(1)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟:A按照?qǐng)D示的裝置安裝器材;B將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端上;C用天平測(cè)出重物的質(zhì)量;D先釋放紙帶,再接通電源開關(guān)打出一條紙帶;E測(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離;F根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重物下落過程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能。其中沒有必要進(jìn)行或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是_(將其選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母填在橫線處)。(2)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,若以v2為縱軸、以h為橫軸,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出v2h的圖像應(yīng)是_,才能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。v2h圖像的斜率等于_的數(shù)值。解析:(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接到電源的交流輸出端上,故B錯(cuò)誤;驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒只需驗(yàn)證mghmv2,即ghv2,m可約去,故不需要測(cè)量重物的質(zhì)量,故C沒有必要進(jìn)行;開始實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,然后再釋放重物,讓它帶著紙帶一同下落,如果先放開紙帶讓重物下落,再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,由于重物運(yùn)動(dòng)較快,不利于數(shù)據(jù)的采集和處理,會(huì)使實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差,故D錯(cuò)誤。(2)利用v2h圖像處理數(shù)據(jù),重物自由下落過程中機(jī)械能守恒,mghmv2,即v2gh,若以v2為縱軸、以h為橫軸,畫出的圖像應(yīng)是過原點(diǎn)的傾斜直線,可知v2h圖像的斜率就等于重力加速度g的數(shù)值。答案:(1)BCD(2)過原點(diǎn)的傾斜直線重力加速度g2(2017天津高考)如圖甲所示,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上,使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落,利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。(1)對(duì)于該實(shí)驗(yàn),下列操作中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有利的是_。A重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘B兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對(duì)正C精確測(cè)量出重物的質(zhì)量D用手托穩(wěn)重物,接通電源后,撤手釋放重物(2)某實(shí)驗(yàn)小組利用上述裝置將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到50 Hz的交流電源上,按正確操作得到了一條完整的紙帶,由于紙帶較長(zhǎng),圖中有部分未畫出,如圖乙所示。紙帶上各點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的計(jì)時(shí)點(diǎn),其中O點(diǎn)為紙帶上打出的第一個(gè)點(diǎn)。重物下落高度應(yīng)從紙帶上計(jì)時(shí)點(diǎn)間的距離直接測(cè)出,利用下列測(cè)量值能完成驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的選項(xiàng)有_。AOA、AD和EG的長(zhǎng)度BOC、BC和CD的長(zhǎng)度CBD、CF和EG的長(zhǎng)度DAC、BD和EG的長(zhǎng)度解析:(1)選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘、限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對(duì)正都可以減小摩擦阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成的誤差,A、B正確;動(dòng)能與重力勢(shì)能表達(dá)式中都含有質(zhì)量m,可以約去,故不需要測(cè)量出質(zhì)量m的具體數(shù)值,C錯(cuò)誤;重物下落之前應(yīng)該用手拉住紙帶上端而不是用手托住重物,D錯(cuò)誤。(2)測(cè)出BC和CD的長(zhǎng)度就可以計(jì)算出打下C點(diǎn)時(shí)的速度vC,再測(cè)出OC的長(zhǎng)度,就可驗(yàn)證mghOCmvC2是否成立,所以B正確;測(cè)出BD、EG的長(zhǎng)度可計(jì)算出打下C、F兩點(diǎn)時(shí)的速度vC和vF,再測(cè)出CF的長(zhǎng)度,就可驗(yàn)證mghCFmvF2mvC2是否成立,所以C正確。答案:(1)AB(2)BC考法二數(shù)據(jù)處理和誤差分析3(2016全國(guó)卷)某同學(xué)用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,其中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為交流電源,可以使用的頻率有20 Hz、30 Hz和40 Hz。打出紙帶的一部分如圖(b)所示。該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中沒有記錄交流電的頻率f,需要用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和其他題給條件進(jìn)行推算。(1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落,利用f和圖(b)中給出的物理量可以寫出:在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí),重物下落的速度大小為_,打出C點(diǎn)時(shí)重物下落的速度大小為_,重物下落的加速度大小為_。(2)已測(cè)得s18.89 cm,s29.50 cm,s310.10 cm;當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?.80 m/s2,實(shí)驗(yàn)中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%。由此推算出f為_Hz。解析:(1)重物勻加速下落時(shí),根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得vBf(s1s2),vCf(s2s3),由s3s12aT2,得af2(s3s1)。(2)根據(jù)牛頓第二定律,有mgkmgma,根據(jù)(1)中各式,化簡(jiǎn)得f,代入數(shù)據(jù)可得f40 Hz。答案:(1)f(s1s2)f(s2s3)f2(s3s1)(2)404如圖甲所示是用“落體法”驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置(g取9.80 m/s2)。(1)選出一條清晰的紙帶如圖乙所示,其中O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn),A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通以頻率為50 Hz的交變電流。用分度值為1 mm的刻度尺測(cè)得OA12.41 cm,OB18.90 cm,OC27.06 cm,在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和B、B和C之間還各有一個(gè)點(diǎn),重錘的質(zhì)量為1.00 kg。根據(jù)以上數(shù)據(jù)算出:當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打到B點(diǎn)時(shí)重錘的重力勢(shì)能比開始下落時(shí)減少了_J;此時(shí)重錘的速度vB_m/s,此時(shí)重錘的動(dòng)能比開始下落時(shí)增加了_J(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)。(2)利用實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的紙帶,測(cè)量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)的距離h,算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度v,然后以h為橫軸、以v2為縱軸作出如圖丙所示的圖線,圖線的斜率近似等于_。A19.6B9.80C4.90圖線未過原點(diǎn)O的原因是_。解析:(1)當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打到B點(diǎn)時(shí),重錘的重力勢(shì)能減小了EpmgOB1.009.8018.90102 J1.85 J;打B點(diǎn)時(shí)重錘的速度vB m/s1.83 m/s,此時(shí)重錘的動(dòng)能增加了EkmvB21.001.832 J1.67 J。(2)由機(jī)械守恒定律有mv2mgh,可得v2gh,由此可知題圖丙圖線的斜率近似等于重力加速度g,故B正確。由圖線可知,h0時(shí),重錘的速度不等于零,原因是做實(shí)驗(yàn)時(shí)先釋放了紙帶,再接通了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源。答案:(1)1.851.831.67(2)B先釋放了紙帶,再接通了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源5某同學(xué)用如圖甲所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí),所用交流電源的頻率為50 Hz,得到如圖乙所示的紙帶。選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E,測(cè)出點(diǎn)A距起點(diǎn)O的距離為s019.00 cm,點(diǎn)A、C間的距離為s18.36 cm,點(diǎn)C、E間的距離為s29.88 cm,g取9.8 m/s2,測(cè)得重物的質(zhì)量為m1 kg。(1)下列做法正確的有_。A圖甲中兩限位孔必須在同一豎直線上B實(shí)驗(yàn)前,手應(yīng)提住紙帶上端,使紙帶豎直C實(shí)驗(yàn)時(shí),先釋放紙帶,再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D數(shù)據(jù)處理時(shí),應(yīng)選擇紙帶上距離較近的兩點(diǎn)作為初、末位置(2)選取O、C兩點(diǎn)為初、末位置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,重物減少的重力勢(shì)能是_J,打下C點(diǎn)時(shí)重物的速度大小是_m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。(3)重物減少的重力勢(shì)能總是略大于增加的動(dòng)能,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是 (寫出一條即可)。解析:(1)題圖甲中兩限位孔必須在同一豎直線上,實(shí)驗(yàn)前手應(yīng)提住紙帶上端,并使紙帶豎直,這是為了減小打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與紙帶之間的摩擦,選項(xiàng)A、B正確;實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源再釋放紙帶,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;數(shù)據(jù)處理時(shí),應(yīng)選擇紙帶上距離較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)作為初、末位置,以減小長(zhǎng)度的測(cè)量誤差,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。(2)重物減少的重力勢(shì)能為Epmg(s0s1)2.68 J,由于重物下落時(shí)做勻變速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)任意時(shí)間段中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度可知,打下C點(diǎn)時(shí)重物的速度為vC2.28 m/s。(3)在實(shí)驗(yàn)過程中,由于紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦阻力、空氣阻力的存在,實(shí)驗(yàn)中需要克服阻力做功,所以損失了部分機(jī)械能,因此實(shí)驗(yàn)中重物減少的重力勢(shì)能總是略大于增加的動(dòng)能。答案:(1)AB(2)2.682.28(3)重物受到空氣阻力(或紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間存在阻力)有些同學(xué)在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),利用公式v計(jì)算重物速度,結(jié)果完全沒有實(shí)驗(yàn)誤差,甚至利用公式vgt計(jì)算重物速度,導(dǎo)致動(dòng)能的增加量比重力勢(shì)能的減少量還要大,以上兩種錯(cuò)誤都是因?yàn)椴焕斫鈱?shí)驗(yàn)原理,生搬硬套公式造成的。 例1如圖甲是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置。小圓柱由一根不可伸長(zhǎng)的輕繩拴住,輕繩另一端固定。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(cè)出小圓柱運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的擋光時(shí)間t,再用游標(biāo)卡尺測(cè)出小圓柱的直徑d,如圖乙所示,重力加速度為g。則:(1)小圓柱的直徑d_cm。(2)測(cè)出懸點(diǎn)到小圓柱重心的距離l,若等式gl_成立,說明小圓柱下擺過程機(jī)械能守恒。(3)若在懸點(diǎn)O安裝一個(gè)拉力傳感器,測(cè)出輕繩上的拉力F,則要驗(yàn)證小圓柱在最低點(diǎn)的向心力公式還需要測(cè)量的物理量是_(用文字和字母表示),若等式F_成立,則可驗(yàn)證向心力公式Fnm。三步化“新”為“熟”1分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證機(jī)械能守恒定律同時(shí)驗(yàn)證向心力公式。2確定實(shí)驗(yàn)原理:小圓柱向下擺動(dòng)減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,二者相等即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒;小圓柱做圓周運(yùn)動(dòng),最低點(diǎn)處合外力提供向心力。3制定數(shù)據(jù)處理方案:利用光電門測(cè)出小圓柱的速度v,計(jì)算小圓柱減少的重力勢(shì)能及其獲得的動(dòng)能,進(jìn)行比較即可;用拉力傳感器測(cè)出繩拉力F后,可得合力為Fmg,代入牛頓第二定律公式進(jìn)行驗(yàn)證。解析(1)小圓柱的直徑d10 mm20.1 mm10.2 mm1.02 cm。(2)根據(jù)機(jī)械能守恒定律得mglmv2,所以只需驗(yàn)證glv22,就說明小圓柱下擺過程中機(jī)械能守恒。(3)小圓柱在最低點(diǎn)時(shí),由牛頓第二定律得Fmgm,若等式Fmgm成立,則可驗(yàn)證向心力公式,可知需要測(cè)量小圓柱的質(zhì)量m。答案(1)1.02(2)2(3)小圓柱的質(zhì)量mmgm例2某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個(gè)光電傳感器A、B,滑塊P上固定一遮光條,若光線被遮光條遮擋,光電傳感器A、B會(huì)輸出高電壓,兩光電傳感器A、B采集數(shù)據(jù)后傳輸給計(jì)算機(jī)?;瑝KP在細(xì)線的牽引下向左做加速運(yùn)動(dòng),遮光條經(jīng)過兩光電傳感器A、B時(shí),通過計(jì)算機(jī)可以得到如圖乙所示的電壓U隨時(shí)間t變化的圖像。(1)實(shí)驗(yàn)前,接通氣源,將滑塊P(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上,輕推滑塊P,當(dāng)圖乙中的t1_(選填“”“”或“”)t2時(shí),說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。(2)用游標(biāo)卡尺測(cè)遮光條寬度d,測(cè)量結(jié)果如圖丙所示,則d_mm。(3)滑塊P用細(xì)線跨過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與鉤碼Q相連,鉤碼Q的質(zhì)量為m。將滑塊P由圖甲所示位置釋放,通過計(jì)算機(jī)得到的圖像如圖乙所示,若t1、t2和d已知,要驗(yàn)證滑塊P和鉤碼Q組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒,還應(yīng)測(cè)出_(寫出物理量的名稱及符號(hào))。(4)若滿足關(guān)系式_,則表明在實(shí)驗(yàn)過程中,滑塊P和鉤碼Q組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。三步化“新”為“熟”1分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證機(jī)械能守恒定律。2確定實(shí)驗(yàn)原理:滑塊P在重物Q拖拽下加速運(yùn)動(dòng),Q減小的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為P、Q兩者的動(dòng)能。3制定數(shù)據(jù)處理方案:測(cè)出滑塊P先后通過A、B光電傳感器的速度,由此計(jì)算P、Q兩者增加的動(dòng)能,并把它跟Q在該過程減少的重力勢(shì)能進(jìn)行比較,A、B之間的距離就是Q相應(yīng)下降的高度。解析(1)實(shí)驗(yàn)前,接通氣源,將滑塊P(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上,輕推滑塊P,當(dāng)題圖乙中的t1t2時(shí),可知滑塊P已經(jīng)勻速運(yùn)動(dòng),說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。(2)遮光條的寬度d5 mm00.1 mm5.0 mm。(3)滑塊P經(jīng)過兩個(gè)光電傳感器A、B的速度分別為和,鉤碼Q重力勢(shì)能的減少量為mgL,故要驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒的關(guān)系式是mgL(mM)2(mM)2,故還應(yīng)測(cè)出滑塊P質(zhì)量M和兩光電傳感器A、B間距離L。(4)若滿足關(guān)系式mgL(mM)2(mM)2,則表明在實(shí)驗(yàn)過程中,滑塊P和鉤碼Q組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。答案(1)(2)5.0(3)滑塊P質(zhì)量M和兩光電傳感器A、B間距離L(4)mgL(mM)2(mM)2創(chuàng)新角度歸納實(shí)驗(yàn)原理的創(chuàng)新(1)利用機(jī)械能守恒定律求解彈簧彈性勢(shì)能(2)由平拋運(yùn)動(dòng)測(cè)量球的初速度(3)利用平拋位移s彈簧壓縮量x圖線處理數(shù)據(jù)(1)利用鋼球擺動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律(2)利用光電門測(cè)定擺球的瞬時(shí)速度實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新(1)小球在重力作用下做豎直上拋運(yùn)動(dòng)(2)利用頻閃照片獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)過程的創(chuàng)新(1)用光電門測(cè)定小球下落到B點(diǎn)的速度(2)結(jié)合H圖像判斷小球下落過程中機(jī)械能守恒(3)分析實(shí)驗(yàn)誤差EpEk隨H變化的規(guī)律(1)利用系統(tǒng)機(jī)械能守恒代替單個(gè)物體的機(jī)械能守恒(2)利用光電門測(cè)定滑塊的瞬時(shí)速度- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 通用版2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 第33課時(shí) 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)增分課講義含解析 通用版 2020 高考 物理 一輪 復(fù)習(xí) 第五 33 課時(shí) 驗(yàn)證 機(jī)械能 守恒定律 實(shí)驗(yàn) 增分課
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