【優(yōu)化方案】高考物理總復習 第5章 實驗六驗證機械能守恒定律 大綱

實驗六驗證機械能守恒定律編輯ppt實驗六驗證機械能守恒定律知識要點歸納過程分析導引實驗典例精析知能優(yōu)化演練編輯ppt知識要點歸納實驗目的利用自由落體運動驗證只有重力作用下的物體機械能守恒．編輯ppt實驗原理編輯ppt圖5－5－1編輯ppt實驗器材鐵架臺(含鐵夾)、打點計時器、學生電源、紙帶、復寫紙、導線、毫米刻度尺、重物(帶紙帶夾)．編輯ppt過程分析導引一、實驗步驟1．安裝置：按圖5－5－2將檢查、調(diào)整好的打點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物上，另一端穿過打點計時器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點計時器的地方．先接通電源，后松開紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落．更換紙帶重復做3次～5次實驗．圖5－5－2編輯ppt編輯ppt二、數(shù)據(jù)處理1．求瞬時速度編輯ppt編輯ppt三、誤差分析1．本實驗中因重物和紙帶在下落過程中要克服各種阻力(空氣阻力、打點計時器阻力)做功，故動能的增加量ΔEk稍小于重力勢能的減少量ΔEp，即ΔEk<ΔEp，這屬于系統(tǒng)誤差．改進的辦法是調(diào)整器材的安裝，盡可能地減小阻力．2．本實驗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O點量起，一次將各打點對應的下落高度測量完，或者多次測量取平均值．編輯ppt四、注意事項1．應盡可能控制實驗條件，即應滿足機械能守恒的條件，這就要求盡量減小各種阻力的影響，采取的措施有：(1)安裝打點計時器時，必須使兩個限位孔的中線嚴格豎直，以減小摩擦阻力．(2)應選用質(zhì)量和密度較大的重物，增大重力可使阻力的影響相對減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減?。?．實驗中，提紙帶的手要保持不動，且保證紙帶豎直．接通電源后，打點計時器工作穩(wěn)定后再松開紙帶．編輯ppt編輯ppt編輯ppt五、實驗改進物體下落過程中通過某一位置的速度可以用光電計時器測出來，利用這種裝置驗證機械能守恒定律，能消除紙帶與限位孔的摩擦阻力帶來的系統(tǒng)誤差；也可以把電磁打點計時器更換成電火花式計時器，以消除計時器的振針在打點時對紙帶產(chǎn)生的阻力；還可以把整個裝置放在一個真空的環(huán)境中，以消除由于空氣阻力作用而帶來的誤差．編輯ppt實驗典例精析例1數(shù)據(jù)處理及誤差分析題型一(2011年如皋統(tǒng)考)在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，質(zhì)量m＝1.00kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列點．如圖5－5－3所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶，O為第一個點(速度恰好為零)，每兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出，選連續(xù)的3個計數(shù)點A、B、C作為測量的點，如圖所示，經(jīng)測量知道A、B、C各點到O點的距離分別為50.50cm、86.00cm、130.50cm.已知打點計時器每隔0.02s打一次點，當?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80m/s2.編輯ppt圖5－5－3根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可計算出打B點時的速度vB＝________m/s；重物由O點運動到B點，重力勢能減少了________J，動能增加了________J．根據(jù)所測量的數(shù)據(jù)，還可以求出物體實際下落的加速度為________m/s2，物體在從A到B下落的過程中所受到的平均阻力為________N(計算結果都要保留3位有效數(shù)字)，該阻力的來源主要有：(1)_______________________________________；(2)_______________________________________．編輯ppt【解析】由于每兩個相鄰計數(shù)點之間還有4個點沒有畫出，所以每兩個相鄰計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s，同時可求得：編輯ppt＝4.00m/s即vB＝4.00m/s由O點運動到B點下落的距離為：sOB＝86.00cm＝0.86m重力勢能減少了EpB＝mgh＝1.00×9.80×0.86J＝8.43J編輯ppt根據(jù)牛頓第二定律得：mg－Ff＝ma從A到B下落的過程中所受到的平均阻力為Ff＝mg－ma＝1.00×9.80N－1.00×9.00N＝0.800N分析紙帶受到的力有：重力、重物受到的空氣阻力、紙帶與限位孔之間的摩擦力等力的作用，所以阻力的來源是以上除重力之外的力．【答案】

4.00

8.43

8.00

9.00

0.800重物受到的空氣阻力紙帶與限位孔之間的摩擦力編輯ppt(2010年高考海南卷)利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置示意圖如圖5－5－4甲所示：例2實驗創(chuàng)新題型二編輯ppt圖5－5－4編輯ppt(1)實驗步驟：①將氣墊導軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，將導軌調(diào)至水平．②用游標卡尺測量擋光條的寬度l，結果如圖乙所示，由此讀出l＝________mm.③由導軌標尺讀出兩光電門中心之間的距離s＝________cm.④將滑塊移至光電門1左側某處，待砝碼靜止不動時，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2.編輯ppt⑤從數(shù)字計時器(圖甲中未畫出)上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時間Δt1和Δt2.⑥用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m.(2)用表示直接測量量的字母寫出下列所求物理量的表達式：①滑塊通過光電門1和光電門2時瞬時速度分別為v1＝________和v2＝________.編輯ppt②當滑塊通過光電門1和光電門2時，系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動能分別為Ek1＝________和Ek2＝________.③在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中，系統(tǒng)勢能的減少ΔEp＝________(重力加速度為g)．(3)如果ΔEp≈________，則可認為驗證了機械能守恒定律．編輯ppt【解析】