高考物理一輪復(fù)習(xí) 第21講 第四單元機(jī)械能單元實(shí)驗(yàn)精品課件

1、第21講本單元實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)整合實(shí)驗(yàn)一探究動(dòng)能定理 1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄客饬ξ矬w做功與物體_的關(guān)系 2.實(shí)驗(yàn)器材與實(shí)驗(yàn)裝置小車(前面帶小鉤)、100 g200 g砝碼、長木板(兩側(cè)適當(dāng)?shù)膶ΨQ位置釘兩個(gè)鐵釘)、_及紙帶、學(xué)生電源及導(dǎo)線(使用電火花計(jì)時(shí)器不用學(xué)生電源)、56條等長的_、刻度尺 實(shí)驗(yàn)裝置如圖211所示第21講 考點(diǎn)整合彈性勢能彈簧紙帶第21講 考點(diǎn)整合 實(shí)驗(yàn)二驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證機(jī)械能守恒定律 2.實(shí)驗(yàn)器材與實(shí)驗(yàn)裝置鐵架臺(tái)(含鐵夾)、_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) 實(shí)驗(yàn)裝置如圖212所示 3.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

2、能守恒的條件，這就要求盡量減小各種阻力的影響 (2)驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)，可以_物體質(zhì)量，只要比較v和ghn是否相等即可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不測出要點(diǎn)探究探究點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作 一、探究動(dòng)能定理 1.實(shí)驗(yàn)原理 探究功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系，可通過改變力對物體做的功，測出力對物體做不同功時(shí)物體的速度為簡化實(shí)驗(yàn)，可將物體的初速度設(shè)置為零，用如圖213所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過增加橡皮筋的條數(shù)使橡皮筋對小車做的功成倍增加再通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶來測量每次實(shí)驗(yàn)后小車的末速度v.第21講 要點(diǎn)探究第21講 要點(diǎn)探究 2.實(shí)驗(yàn)步驟 (1)按圖213將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好，同時(shí)平衡摩擦力 (2)先用一條橡皮筋做

3、實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測出小車獲得的速度v1，設(shè)此時(shí)橡皮筋對小車做的功為W1，將這一組數(shù)據(jù)記入表格 (3)用兩條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度與第一次相同，這時(shí)橡皮筋對小車做的功為W2，測出小車獲得的速度v2，將數(shù)據(jù)記入表格 (4)用3條、4條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用同樣的方法測出功和速度，記入表格 (5)用作圖法分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論第21講 要點(diǎn)探究第21講 要點(diǎn)探究第21講 要點(diǎn)探究第21講 要點(diǎn)探究第21講 要點(diǎn)探究例1用如圖216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，輸出電壓為6 V的交流電和直流電兩種重錘從高處由靜止開始落下，重錘上拖著的紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列

4、的點(diǎn)，對紙帶上的點(diǎn)的痕跡進(jìn)行測量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律第21講 要點(diǎn)探究 (1)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟： A.按照圖示的裝置安裝器件； B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端上； C.用天平測量出重錘的質(zhì)量； D.釋放懸掛紙帶的夾子，同時(shí)接通電源開關(guān)打出一條紙帶； E.測量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離； F.根據(jù)測量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動(dòng)能指出其中沒有必要進(jìn)行的或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E，將其選項(xiàng)對應(yīng)的字母填在下面的空行內(nèi)，并說明其原因答：_第21講 要點(diǎn)探究 (2)利用這個(gè)裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值，如圖217所示根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上打出的

5、連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測出A點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離為s0，點(diǎn)A、C間的距離為s1，點(diǎn)C、E間的距離為s2，使用交流電的頻率為f，則根據(jù)這些條件計(jì)算重錘下落的加速度a的表達(dá)式為：a_.第21講 要點(diǎn)探究 (3)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能總是大于重錘動(dòng)能的增加，其原因主要是在重錘下落過程中存在著阻力的作用，可以通過該實(shí)驗(yàn)裝置測定該阻力的大小若已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣裙J(rèn)的較準(zhǔn)確的值為g，還需要測量的物理量是_試用這些物理量和紙帶上的測量數(shù)據(jù)表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小為F_.第21講 要點(diǎn)探究第21講 要點(diǎn)探究 點(diǎn)評 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是高中物理中最常用和最重要的儀器

6、，要使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，必須要配備的其他儀器有：交流電源、紙帶、導(dǎo)線和刻度尺第21講 要點(diǎn)探究變式題 2011德州模擬 關(guān)于“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是()A.每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值B.每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致C.放小車的長木板應(yīng)該盡量使其水平D.先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出第21講 要點(diǎn)探究D 解析 本實(shí)驗(yàn)不必測出橡皮筋做功的具體數(shù)值，只要測出以后每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋做的功是第一次的多少倍即可，A錯(cuò)；每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋拉伸的長度必須保持一致，只有這樣才能只能保證以后每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋做的功是第一次的整數(shù)倍，否則，功的數(shù)值難以測定，B錯(cuò)

7、；小車運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)受到阻力，只有使木板傾斜到一定程度，才能減小誤差，C錯(cuò)；實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始工作，然后再讓小車在橡皮筋的作用下彈出，D對探究點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理與誤差分析 1.探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn) (1)數(shù)據(jù)處理 小車速度的測量：探究橡皮筋彈力做功和小車速度的關(guān)系，要測量彈力做功結(jié)束時(shí)小車的速度，即小車做勻速運(yùn)動(dòng)的速度，應(yīng)選用紙帶上點(diǎn)跡均勻的部分 圖象分析：以橡皮筋對小車做的功W為縱坐標(biāo)，小車獲得的速度為橫坐標(biāo)，以第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的功W為單位，作出Wv圖象，分析這條圖線，可以得知橡皮筋對小車做的功W與小車獲得的速度v的定量關(guān)系第21講 要點(diǎn)探究 (2)減小實(shí)驗(yàn)誤差應(yīng)注意的問題 在長木板

8、上，小車、鐵釘、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置應(yīng)調(diào)整適當(dāng)，以保證打在紙帶上的點(diǎn)便于處理，求出小車運(yùn)動(dòng)的速度 平衡摩擦力時(shí)，可使木板略微傾斜，保證小車脫離橡皮筋后做勻速運(yùn)動(dòng) (3)若小車的質(zhì)量較小，當(dāng)用多條橡皮筋時(shí)，打出的點(diǎn)過少，應(yīng)改用質(zhì)量稍大的小車(或加砝碼)，以保證打出的點(diǎn)便于處理第21講 要點(diǎn)探究第21講 要點(diǎn)探究第21講 要點(diǎn)探究第21講 要點(diǎn)探究 本實(shí)驗(yàn)的另一個(gè)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(shí)都從O點(diǎn)測量，一次將各點(diǎn)對應(yīng)的下落高度測量完，或者多次測量取平均值 重物和紙帶下落過程中要克服阻力做功，所以系統(tǒng)誤差總是使動(dòng)能的增加量略小于重力勢能的減少量 3.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器問題探究

9、動(dòng)能定理和驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)中均使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)注意： (1)應(yīng)先接通電源，待計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后再松開紙帶 (2)交流電頻率的變化會(huì)引起打點(diǎn)時(shí)間間隔變化而產(chǎn)生誤差當(dāng)交流電頻率的升高時(shí)，實(shí)際打點(diǎn)時(shí)間間隔小于理論時(shí)間間隔，使測得的速度小于實(shí)際速度 (3)計(jì)數(shù)點(diǎn)選擇不當(dāng)、振動(dòng)片振動(dòng)不均勻、紙帶放置方法不正確引起的摩擦都會(huì)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差.第21講 要點(diǎn)探究例2為了探究力對物體做功與物體速度變化的關(guān)系，現(xiàn)提供如圖218所示的器材，讓小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行，請思考探究思路并回答下列問題(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電頻率為50 Hz)：第21講 要點(diǎn)探究(1)為了消除摩擦力的影響，

10、應(yīng)采取什么措施？_. (2)當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條并起來進(jìn)行第1次、第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度應(yīng)都保持一致，我們把第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對小車做的功記為W. (3)由于橡皮筋對小車做功而使小車獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測出，如圖219所示是其中四次實(shí)驗(yàn)打出的部分紙帶第21講 要點(diǎn)探究第21講 要點(diǎn)探究 (4)試根據(jù)第(2)、(3)中的信息，填寫下表從表中數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是：_.第21講 要點(diǎn)探究第21講 要點(diǎn)探究 點(diǎn)評 該題綜合考查了本實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)、數(shù)據(jù)處理及結(jié)論，對考生的能力要求較高第21講 要點(diǎn)探究變式題1在一次演示實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)壓緊的彈簧沿一粗糙

11、水平面射出一個(gè)小物體，測得彈簧壓縮的距離d和小球在粗糙水平面滑動(dòng)的距離s如下表所示由此表可以歸納出小物體滑動(dòng)的距離s跟彈簧壓縮的距離d之間的關(guān)系，并猜測彈簧的彈性勢能Ep跟彈簧壓縮的距離d之間的關(guān)系分別是(選項(xiàng)中k1、k2是常量)()A.sk1d，Epk2d Bsk1d，Epk2d2C.sk1d2，Epk2d Dsk1d2，Epk2d2第21講 要點(diǎn)探究 D 解析 從表中數(shù)據(jù)可以看出，滑動(dòng)距離s與彈簧壓縮的距離d的平方成正比，即sk1d2，由于小球的動(dòng)能全部來自于彈簧的彈性勢能，小球在滑動(dòng)過程中動(dòng)能又全部轉(zhuǎn)化為摩擦力做的功，所以彈性勢能與摩擦力做功相等，即D正確第21講 要點(diǎn)探究變式題2201

12、0安徽卷 利用圖2110所示裝置進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h.某班同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，設(shè)計(jì)了以下四種測量方案：第21講 要點(diǎn)探究第21講 要點(diǎn)探究d 解析 由于摩擦阻力等因素的存在，物體加速度ag，a、b、c三項(xiàng)均不正確探究點(diǎn)三同類實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的方法很多，在具體的實(shí)驗(yàn)過程中有許多創(chuàng)新，但無論是哪種情況，都要先確定初末狀態(tài)，利用數(shù)據(jù)得到動(dòng)能的變化量，與重力做功去比較，得出結(jié)論.第21講 要點(diǎn)探究第21講 要點(diǎn)探究 例3用氣墊導(dǎo)軌裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，先非常仔細(xì)地把導(dǎo)軌調(diào)成水平，然后如圖2111所示用墊塊

13、把導(dǎo)軌一端墊高H.滑塊m上面裝l3 cm的擋光框，使它由軌道上端任一處滑下，測出它通過電門G1和G2時(shí)的速度v1和v2，就可以算出它由G1到G2這段過程中動(dòng)能的增加量Ekm(vv)；再算出重力勢能的減少量Epmgh，比較Ek與Ep的大小，便可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒 (1)滑塊的速度v1、v2如何求出？滑塊通過G1時(shí)的高度h如何求出？ (2)若測得圖中L1 m，s0.5 m，H20 cm，m500 g，滑塊通過G1和G2的時(shí)間分別為5.0102 s和2.0102 s，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭9.80 m/s2，試判斷機(jī)械能是否守恒第21講 要點(diǎn)探究第21講 要點(diǎn)探究第21講 要點(diǎn)探究第21講 要點(diǎn)探究 點(diǎn)評

14、 本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是對課本實(shí)驗(yàn)原理的拓展，主要考查在新情景中對已學(xué)知識(shí)的遷移應(yīng)用，考查分析、處理實(shí)際問題的綜合能力第21講 要點(diǎn)探究變式題 如圖2112甲所示，用包有白紙的總質(zhì)量為m的圓柱棒替代紙帶和重錘，蘸有顏料的毛筆固定在馬達(dá)上并隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，使之替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器當(dāng)燒斷掛圓柱棒的線后，圓柱棒豎直自由落下，毛筆就在圓柱棒面的紙上畫出記號，如圖2111乙所示測得記號之間的距離依次為26 mm、42 mm、58 mm、74 mm、90 mm、106 mm，已知馬達(dá)銘牌上標(biāo)有“1500 r/min”的字樣，由此驗(yàn)證機(jī)械能守恒第21講 要點(diǎn)探究由以上內(nèi)容回答下列問題： (1)毛筆畫相鄰兩線的時(shí)間間隔T_，乙中圓

15、柱棒的_(選填“左”或“右”)端是懸掛端 (2)根據(jù)圖乙中所給數(shù)據(jù)，可知毛筆畫下記號C時(shí)，圓柱棒下落速度vC_，畫下記號D時(shí)，圓柱棒下落速度vD_，動(dòng)能的變化量為_，在這段位移上，圓柱棒重力勢能的變化量為_，由此可得出結(jié)論為_第21講 要點(diǎn)探究第21講 要點(diǎn)探究9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、雨中黃葉樹，燈下白頭人。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 2:07:58 AM11、以我獨(dú)沈久，愧君相見頻。2022/10/162022/10/162022/10/16

16、Oct-2216-Oct-2212、故人江海別，幾度隔山川。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、乍見翻疑夢，相悲各問年。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、比不了得就不比，得不到的就不要。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、行動(dòng)出成果，工作出財(cái)富。2022/10/162022/10

17、/1616 October 202217、做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、沒有失敗，只有暫時(shí)停止成功！。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 2:07:58 AM11、成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oc

18、t-2212、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、不知香積寺，數(shù)里入云峰。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、楚塞三湘接，荊門九派通。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、少年十五二十時(shí)，步行奪得胡馬騎。2022/10/162022/10/1616 October 202217、空山新雨后，天氣晚來秋。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 2:07:58 AM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命