人教版高三物理总复习 实验6 验证机械能守恒定律课件 鲁科.ppt

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1、实验六验证机械能守恒定律实验六验证机械能守恒定律2021/8/9 星期一1知识要点归纳知识要点归纳利利用用自自由由落落体体运运动动验验证证只只有有重重力力作作用用下下的的物物体体机械能守恒机械能守恒实验目的实验目的2021/8/9 星期一2实验原理实验原理2021/8/9 星期一3图图4612021/8/9 星期一4铁铁架架台台(含含铁铁夹夹)、打打点点计计时时器器、学学生生电电源源、纸纸带带、复写纸、导线、毫米刻度尺、重物复写纸、导线、毫米刻度尺、重物(带纸带夹带纸带夹)实验器材实验器材2021/8/9 星期一5过程分析导引过程分析导引一、实验步骤一、实验步骤1安装置：按图安装置：按图462

2、将检查、调整好的打点将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路计时器竖直固定在铁架台上，接好电路图图4622021/8/9 星期一62打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔用手提着纸带使另一端穿过打点计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方先接通电源，重物静止在靠近打点计时器的地方先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落后松开纸带，让重物带着纸带自由下落更换纸带重复做更换纸带重复做35次实验次实验3选纸带：分两种情况说明选纸带：分两种情况说明(1)应选点迹清晰，且应选点迹清晰，且1、2两点

3、间距离小于或接近两点间距离小于或接近2 mm的纸带若的纸带若1、2两点间的距离大于两点间的距离大于2 mm，这，这是由于先释放纸带，后接通电源造成的这样，是由于先释放纸带，后接通电源造成的这样，第第1个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选选2021/8/9 星期一72021/8/9 星期一82021/8/9 星期一92021/8/9 星期一10三、注意事项三、注意事项1安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以减少摩擦阻力在同一竖直平面内，以减少摩擦阻力2重物应选用质量大、体积小、密度大的材料

4、重物应选用质量大、体积小、密度大的材料3应先接通电源，让打点计时器正常工作后，再应先接通电源，让打点计时器正常工作后，再松开纸带让重物下落松开纸带让重物下落4纸带长度应选用纸带长度应选用60 cm左右为宜，应选用点迹左右为宜，应选用点迹清晰的纸带进行测量清晰的纸带进行测量2021/8/9 星期一112021/8/9 星期一12四、误差分析四、误差分析1本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力种阻力(空气阻力、打点计时器阻力空气阻力、打点计时器阻力)做功，故动能做功，故动能的增加量的增加量Ek稍小于重力势能的减少量稍小于重力势能的减少量Ep，即，即E

5、kEp，这属于系统误差改进的办法是调整，这属于系统误差改进的办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力器材的安装，尽可能地减小阻力2本实验的另一个误差来源于长度的测量，属偶本实验的另一个误差来源于长度的测量，属偶然误差减小误差的办法是测下落距离时都从然误差减小误差的办法是测下落距离时都从0点点量起，一次将各点对应的下落高度测量完，或者量起，一次将各点对应的下落高度测量完，或者多次测量取平均值来减小误差多次测量取平均值来减小误差2021/8/9 星期一13实验典例精析实验典例精析题型一题型一实验步骤及数据处理实验步骤及数据处理 (2011年福建晋江第二次月考年福建晋江第二次月考)某实验小组某实验小组

6、利用如图利用如图463甲所示的实验装置来验证机械能甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律守恒定律(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：下面列举了该实验的几个操作步骤：a按照图示的装置安装器件；按照图示的装置安装器件；b将打点计时器接到电源的将打点计时器接到电源的“直流输出直流输出”上；上；c用天平测出重锤的质量；用天平测出重锤的质量；d释放悬挂连有重锤的纸带，同时接通电源开关释放悬挂连有重锤的纸带，同时接通电源开关打出一条纸带；打出一条纸带；例例例例1 12021/8/9 星期一14e测量纸带上某些点间的距离；测量纸带上某些点间的距离；f根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重根据测量的结果计算

7、重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能力势能是否等于增加的动能其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是(填编填编号号)_图图4632021/8/9 星期一15(2)实实验验小小组组利利用用选选出出的的一一条条清清晰晰纸纸带带，如如图图乙乙所所示示，打打点点计计时时器器接接在在频频率率为为f的的交交流流电电源源上上，从从A点点开开始始，每每两两个个点点取取一一个个计计数数点点，得得到到连连续续5个个计计数数点点A、B、C、D、E，测测出出起起始始点点O到到A点点的的距距离离为为s0，O、C两两点点间间的的距距离离为为s1，O、E两两点点间间的的距距离离

8、为为s2，重重锤锤的的质质量量为为m，已已知知当当地地的的重重力力加加速速度度为为g，则则重重锤锤下下落落的的加加速速度度表表达达式式为为_；从从打打下下起起始始点点O到到打打下下C点点的的过过程程中，重锤动能的增加量中，重锤动能的增加量Ek_.2021/8/9 星期一162021/8/9 星期一172021/8/9 星期一18【规规律律总总结结】掌掌握握实实验验原原理理和和纸纸带带上上处处理理数数据据的方法动手完成实验是解决实验问题的关键的方法动手完成实验是解决实验问题的关键2021/8/9 星期一19题型二题型二对注意事项、误差分析的考查对注意事项、误差分析的考查 用落体法用落体法“验证机

9、械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验中的实验中(1)从下列器材中选出实验所必需的，其编号为从下列器材中选出实验所必需的，其编号为_A打点计时器打点计时器(包括纸带包括纸带)；B.重锤；重锤；C.天平；天平；D.毫米刻度尺；毫米刻度尺；E.秒表；秒表；F.小车小车(2)打点计时器的安装放置要求为打点计时器的安装放置要求为_；开始打；开始打点计时的时候，应先点计时的时候，应先_，然后，然后_(3)选用的纸带要求是选用的纸带要求是_例例例例2 22021/8/9 星期一20(4)实验中产生误差的原因主要是实验中产生误差的原因主要是_，使，使重锤获得的动能往往重锤获得的动能往往_为减小误差，悬为减小

10、误差，悬挂在纸带下的重锤应选择挂在纸带下的重锤应选择_(5)如果以如果以v2/2为纵轴、为纵轴、h为横轴，根据实验数据绘为横轴，根据实验数据绘出的出的v2/2h图线是图线是_，该线的斜率等于，该线的斜率等于_2021/8/9 星期一212021/8/9 星期一22(3)所选的纸带最初两点的间距要接近所选的纸带最初两点的间距要接近2 mm.(4)产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器时的摩擦阻力，使得重锤获得的动能小于它所器时的摩擦阻力，使得重锤获得的动能小于它所减少的重力势能，为减小误差，重锤应选体积小减少的重力势能，为减小误差，重锤应选体积小质量大

11、的质量大的(5)描绘出来的描绘出来的v2/2h图线是一条通过坐标原点的图线是一条通过坐标原点的倾斜直线，它的斜率即重力加速度倾斜直线，它的斜率即重力加速度【答案答案】见解析见解析2021/8/9 星期一232021/8/9 星期一24题型三题型三创新实验创新实验 用用气气垫垫导导轨轨装装置置验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律，先先非非常常仔仔细细地地把把导导轨轨调调成成水水平平，然然后后如如图图464所所示示用用垫垫块块把把导导轨轨一一端端垫垫高高H.滑滑块块m上上面面装装有有宽宽为为l3 cm的的挡挡光光框框，使使它它由由轨轨道道上上端端任任一一处处滑滑下下，测测出出它它通通过过光光电电门

12、门G1和和G2时时的的速速度度v1和和v2，就就可可以以算算出出它由它由G1到到G2这段过程中动能的增加量这段过程中动能的增加量Ek例例例例3 32021/8/9 星期一25图图4642021/8/9 星期一26(1)滑块的速度滑块的速度v1、v2如何求出？滑块通过如何求出？滑块通过G1时的时的高度高度h如何求出？如何求出？(2)若测得图中若测得图中L1 m，x0.5 m，H20 cm，m500 g，滑块通过，滑块通过G1和和G2的时间分别为的时间分别为5.0102 s和和2.0102s，当地重力加速度，当地重力加速度g9.80 m/s2，试，试判断机械能是否守恒判断机械能是否守恒2021/8/9 星期一272021/8/9 星期一282021/8/9 星期一29【答案答案】见解析见解析【规律总结规律总结】本实验是实验装置的创新，掌握本实验是实验装置的创新，掌握利用光电门处理数据计算速度的方法是完成该实利用光电门处理数据计算速度的方法是完成该实验的基础验的基础2021/8/9 星期一302021/8/9 星期一31