實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒課件

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒●誤差分析1．減小測(cè)量誤差：一是測(cè)下落距離時(shí)都從0點(diǎn)量起，一次將各打點(diǎn)對(duì)應(yīng)下落高度測(cè)量完，二是多測(cè)幾次取平均值．2．誤差來源：由于重物和紙帶下落過程中要克服阻力做功，故動(dòng)能的增加量ΔEk＝mv必定稍小于重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝mghn，改進(jìn)辦法是調(diào)整器材的安裝，盡可能地減小阻力．

●注意事項(xiàng)1．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要豎直：安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)以減少摩擦阻力．2．重物密度要大：重物應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料．3．一先一后：應(yīng)先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作，后松開紙帶讓重物下落．4．測(cè)長度，算速度：某時(shí)刻的瞬時(shí)速度的計(jì)算應(yīng)用vn＝

，不能用vn＝

或vn＝gt來計(jì)算.

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒教材原型實(shí)驗(yàn)例(2017·天津卷，9(2))如圖所示，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50Hz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，圖中有部分未畫出，如圖所示，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________．A．OA、AD和EG的長度B．OC、BC和CD的長度C．BD、CF和EG的長度D．AC、BD和EG的長度實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒【變式訓(xùn)練】(2016·北京卷)利用圖1裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)．(1)為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的________．A．動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量B．速度變化量和勢(shì)能變化量C．速度變化量和高度變化量(2)除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(tái)(含鐵夾)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是________．A．交流電源B．刻度尺C．天平(含砝碼)

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒(3)實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到圖2所示的一條紙帶．在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC.已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T.設(shè)重物的質(zhì)量為m.從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢(shì)能變化量ΔEp＝________，動(dòng)能變化量ΔEk＝________.(4)大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，原因____．A．利用公式v＝gt計(jì)算重物速度B．利用公式v＝

計(jì)算重物速度C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響D．沒有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒(5)某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒：在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h，計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v，描繪v2—h圖象，并做如下判斷：若圖象是一條過原點(diǎn)的直線，則重物下落過程中機(jī)械能守恒．請(qǐng)你分析論證該同學(xué)的判斷依據(jù)是否正確．

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新1．實(shí)驗(yàn)器材、裝置的改進(jìn)2．速度測(cè)量方法的改進(jìn)由光電門計(jì)算速度3．實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)利用自由落體運(yùn)動(dòng)的閃光照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒例(2018·蘭州診斷)用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，在氣墊導(dǎo)軌上安裝了兩光電門1、2，在滑塊上固定一豎直遮光條，滑塊用細(xì)線繞過滑輪與鉤碼相連(1)在調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平時(shí)，滑塊不掛鉤碼和細(xì)線，接通氣源后，給滑塊一個(gè)初速度，使它從軌道右端向左端運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)滑塊通過光電門1的時(shí)間小于通過光電門2的時(shí)間．下列選項(xiàng)中能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)整導(dǎo)軌水平的措施是_____．A．調(diào)節(jié)P使軌道左端升高一些B．調(diào)節(jié)P使軌道左端降低一些C．遮光條的寬度應(yīng)適當(dāng)大一些D．滑塊的質(zhì)量增大一些

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)得光電門1、2間的距離為L，遮光條的寬度為d，滑塊和遮光條的總質(zhì)量為M，鉤碼質(zhì)量為m，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間間隔為Δt，則計(jì)算滑塊通過光電門速度的表達(dá)式為__________，若用v1、v2分別表示通過光電門1、2的速度，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒成立的表達(dá)式為_________________________．

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒【變式訓(xùn)練】(2018·遼寧鐵嶺模擬)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)利用傳感器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：如圖甲所示，將質(zhì)量為m、直徑為d的金屬小球在一定高度h由靜止釋放，小球正下方固定一紅外線計(jì)時(shí)器，能自動(dòng)記錄小球擋住紅外線的時(shí)間t0，改變小球下落高度h，進(jìn)行多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)．(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)小球的直徑如圖乙所示，則小球的直徑d＝________mm；(2)為直觀判斷小球下落過程中機(jī)械能是否守恒，應(yīng)作下列哪一個(gè)圖象(

)A．h－t圖象B．h－1/t圖象C．h－t2圖象D．h－1/t2圖象(3)經(jīng)正確的實(shí)驗(yàn)操作，小明發(fā)現(xiàn)小球動(dòng)能增加量mv2總是稍小于重力勢(shì)能減少量mgh，你認(rèn)為增加釋放高度h后，兩者的差值會(huì)________(選填“增大”“縮小”或“不變”)．

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒隨堂訓(xùn)練·即時(shí)鞏固1．(2016·四川卷，8Ⅰ)用如圖所示的裝置測(cè)量彈簧的彈性勢(shì)能．將彈簧放置在水平氣墊導(dǎo)軌上，左端固定，右端在O點(diǎn)；在O點(diǎn)右側(cè)的B、C位置各安裝一個(gè)光電門，計(jì)時(shí)器(圖中未畫出)與兩個(gè)光電門相連．先用米尺測(cè)得B、C兩點(diǎn)間距離s，再用帶有遮光片的滑塊壓縮彈簧到某位置A，靜止釋放，計(jì)時(shí)器顯示遮光片從B到C所用的時(shí)間t，用米尺測(cè)量A、O之間的距離x.(1)計(jì)算滑塊離開彈簧時(shí)速度大小的表達(dá)式是________．(2)為求出彈簧的彈性勢(shì)能，還需要測(cè)量________．A．彈簧原長B．當(dāng)?shù)刂亓铀俣菴．滑塊(含遮光片)的質(zhì)量(3)增大A、O之間的距離x，計(jì)時(shí)器顯示時(shí)間t將________．A．增大B．減小C．不變

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒2．為了“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”，某學(xué)生想到用氣墊導(dǎo)軌和光電門及質(zhì)量為m的小車來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖所示，他將長為L、原來已調(diào)至水平的氣墊導(dǎo)軌的左端墊高H，在導(dǎo)軌上的兩點(diǎn)處分別安裝光電門A和B，然后將小車從導(dǎo)軌上端釋放，光電門自動(dòng)記錄小車經(jīng)過A、B光電門時(shí)，車上擋光片的擋光時(shí)間Δt1、Δt2，用游標(biāo)卡尺測(cè)得擋光片寬度為d.(1)要驗(yàn)證小車在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，還必須測(cè)出_________________________________．(2)本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的原理式為______________________________(用上面已知測(cè)量量和還必須測(cè)出的物理量的符號(hào)表示)．

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒3．(2018·河北衡水中學(xué)期末)在用“落體法”做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明選擇一條較為滿意的紙帶，如圖甲所示，他舍棄前面密集的點(diǎn)，以O(shè)為起點(diǎn)，從A點(diǎn)開始選取紙帶上連續(xù)點(diǎn)A、B、C、…，測(cè)出O到A、B、C、…的距離分別為h1、h2、h3、…，電源的頻率為f.(1)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列做法正確的是______．A．選用質(zhì)量大、體積小的重錘B．安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)兩限位孔在同一豎直線上C．釋放紙帶前，手應(yīng)提紙帶上端并使紙帶豎直D．重錘下落時(shí)手始終提住紙帶上端，保持紙帶豎直(2)小明通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)(有阻力的影響)，畫出的v2－h(huán)圖象如圖乙所示．已知直線斜率為k，則當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭_____k/2(填“>”“＝”或“<”)(3)另有四位同學(xué)在圖乙的基礎(chǔ)上，畫出沒有阻力時(shí)的v2－h(huán)圖線，并與其比較，其中正確的是________．實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒

D實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒

D3.04gh2實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒

a10.0實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒

x實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒7.某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.頻閃儀每隔0.05s閃光一次，圖丙中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實(shí)際距離，該同學(xué)通過計(jì)算得到不同時(shí)刻的速度如下表(當(dāng)?shù)刂亓铀俣热?.8m/s2，小球質(zhì)量m=0.2kg，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)：①由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計(jì)算t5時(shí)刻小球的速度v5=______m/s．

②從t2到t5時(shí)間內(nèi)，重力勢(shì)能增量△Ep=______J，動(dòng)能減少量△Ek=______J.

③在誤差允許的范圍內(nèi)，若△Ep與△Ek近似相等，從而驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.由上述計(jì)算得△Ep______△Ek(選填“>”“<”或“=”)，造成這種結(jié)果的主要原因是______．

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒

等于等于守恒小于實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒9.探究小組利用傳感器研究小球在擺動(dòng)過程中的機(jī)械能守恒規(guī)律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.在懸點(diǎn)處裝有拉力傳感器，可記錄小球在擺動(dòng)過程中各時(shí)刻的拉力值.實(shí)驗(yàn)過程如下：

(1)測(cè)量__________________________________；(物理量、符號(hào))

(2)將小球拉離平衡位置某一高度h處無初速度釋放，在傳感器采集的數(shù)據(jù)中提取最大值為F，小球擺到最低點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能表達(dá)式為______________________(用上面給定物理量的符號(hào)表示)；

(3)改變高度h，重復(fù)上述過程，獲取多組擺動(dòng)高度h與對(duì)應(yīng)過程的拉力最大值F的數(shù)據(jù)，在F-h坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線，通過描點(diǎn)連線，發(fā)現(xiàn)h