《金版新学案》2012高考物理一轮 第5章 第五讲 实验六：验证机械能守恒定律课件 新人教版必修2.ppt

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1、第五讲实验六：验证机械能守恒定律第五讲实验六：验证机械能守恒定律验证验证机械能守恒定律机械能守恒定律铁铁架台架台(含含铁夹铁夹)、打点、打点计时计时器、学生器、学生电电源、源、纸带纸带、复写、复写纸纸、导线导线、毫米刻度尺、重物毫米刻度尺、重物(带纸带夹带纸带夹)一、实验步骤一、实验步骤1按按图图所所示示将将检检查查、调调整整好好的的打打点点计计时时器器竖竖直直固固定定在在铁铁架架台台上上，接好接好电电路路2打打纸纸带带：将将纸纸带带的的一一端端用用夹夹子子固固定定在在重重物物上上，另另一一端端穿穿过过打打点点计计时时器器的的限限位位孔孔用用手手提提着着纸纸带带使使重重物物静静止止在在靠靠近近

2、打打点点计计时时器器的的地地方方先先接通接通电电源，后松开源，后松开纸带纸带，让让重物重物带带着着纸带纸带自由下落自由下落更更换纸带换纸带重复做重复做35次次实验实验1安安装装打打点点计计时时器器时时要要竖竖直直架架稳稳，使使其其两两限限位位孔孔在在同同一一竖竖直直平平面面内以减少摩擦阻力内以减少摩擦阻力2重物重物应选应选用用质质量大、体量大、体积积小、密度大的材料小、密度大的材料3应应先先接接通通电电源源，让让打打点点计计时时器器正正常常工工作作后后，再再松松开开纸纸带带让让重重物物下落下落用如用如图图甲所示的甲所示的实验实验装置装置验证验证机械能守恒定律重机械能守恒定律重锤锤由静止开始落由

3、静止开始落下，重下，重锤锤上拖着的上拖着的纸带纸带通通过过打点打点计时计时器打出一系列的点，器打出一系列的点，对纸带对纸带上的点上的点进进行行测测量，即可量，即可验证验证机械能守恒定律机械能守恒定律(1)下面列下面列举举了了该实验该实验的几个操作步的几个操作步骤骤：()A按照按照图图示装置安装好器材示装置安装好器材B将打点将打点计时计时器接到直流器接到直流电电源上源上C先松开先松开悬悬挂挂纸带纸带的的夹夹子，后接通子，后接通电电源打出一条源打出一条纸带纸带D根根据据测测量量的的结结果果计计算算重重锤锤下下落落过过程程中中减减少少的的重重力力势势能能是是否否等等于于增加的增加的动动能能指指出出其

4、其中中没没有有必必要要进进行行的的或或者者操操作作不不恰恰当当的的步步骤骤，填填写写选选项项对对应应的的字母字母_(2)利用利用这这个装置也可以个装置也可以测测量重量重锤锤下落的加速度的数下落的加速度的数值值如如图图乙所乙所示，根据打出的示，根据打出的纸带纸带，选选取取纸带纸带上打出的上打出的连续连续五个点五个点A、B、C、D、E.测测量出量出A点距打下的第一个点点距打下的第一个点O距离距离为为x0，点，点A、C间间的距离的距离为为x1，点，点C、E间间的距离的距离为为x2，使用交流，使用交流电电的的频频率率为为f，则则根据根据这这些条件些条件计计算重算重锤锤下落下落的加速度的表达式的加速度的

5、表达式为为a_，打点，打点C时时重重锤锤的速度的速度v_.某同学利用如某同学利用如图图甲所示的甲所示的实验实验装置装置验证验证机械能守恒定律机械能守恒定律该该同学同学经经正确操作得到打点正确操作得到打点纸带纸带，在，在纸带纸带后段每两个后段每两个计时间计时间隔取一个隔取一个计计数点，依数点，依次次为为1、2、3、4、5、6、7，测测量各量各计计数点到第一个点的距离数点到第一个点的距离h，并正确，并正确求出打相求出打相应应点点时时的速度的速度v.各各计计数点数点对应对应的数据的数据见见下表：下表：请请在在图图乙坐乙坐标标中，描点作出中，描点作出v2h图线图线；由；由图线图线可知，重可知，重锤锤下

6、落的下落的加速度加速度g_m/s2(保留三位有效数字保留三位有效数字)；若当地的重力加速度；若当地的重力加速度g9.80 m/s2，根据作出的，根据作出的图线图线，能粗略，能粗略验证验证自由下落的重自由下落的重锤锤机械能守恒的机械能守恒的依据是依据是_计计数点数点1234567h(m)0.1240.1940.2790.3800.4970.6300.777v(m/s)1.942.332.733.133.50v2(m2/s2)3.765.437.459.8012.3解解析析：若若机机械械能能守守恒恒，则则满满足足v22gh则则v2h图图线线的的斜斜率率表表示示当当地地的的重重力力加加速速度度的的2

7、倍倍，所所作作的的图图线线可可求求出出斜斜率率为为19.5，故故g9.75 m/s2，误差允许的范围内，误差允许的范围内gg，故机械能守恒，故机械能守恒答案：答案：如图所示如图所示9.75(9.699.79均可均可)图线为通过坐标原点的一条直线，所求图线为通过坐标原点的一条直线，所求g与与g基本相等基本相等(不说明不说明“通通过坐标原点过坐标原点”也给分也给分)某同学利用如某同学利用如图图所示的所示的实验实验装置装置验证验证机械能守恒定律弧形机械能守恒定律弧形轨轨道末道末端水平，离地面的高度端水平，离地面的高度为为H.将将钢钢球从球从轨轨道的不同高度道的不同高度h处处静止静止释释放，放，钢钢球

8、球的落点距的落点距轨轨道末端的水平距离道末端的水平距离为为x.(1)若若轨轨道完全光滑，道完全光滑，x2与与h的理的理论论关系关系应满应满足足x2_(用用H、h表示表示)(2)该该同学同学经实验测经实验测量得到一量得到一组组数据，如下表所示：数据，如下表所示：请请在坐在坐标标系上作出系上作出x2h关系关系图图(3)对对比比实实验验结结果果与与理理论论计计算算得得到到的的x2h关关系系图图线线(如如图图所所示示)，自自同同一一高高度度静静止止释释放放的的钢钢球球，水水平平抛抛出出的的速速率率_(填填“小小于于”或或“大大于于”)理理论值论值h(101m)2.003.004.005.006.00 x2(101m2)2.623.895.206.537.78(4)从从x2h关关系系图图线线中中分分析析得得出出钢钢球球水水平平抛抛出出的的速速率率差差十十分分显显著著，你你认认为为造造成成上上述述偏偏差差的的可可能能原原因因是是_(3)由于阻力的影响，实际抛出速率小由于阻力的影响，实际抛出速率小于理论值于理论值(4)主要是摩擦力的影响，还有转动的主要是摩擦力的影响，还有转动的因素因素练规范、练技能、练速度