(粤教版必修2)4.5《验证机械能守恒定律》.ppt

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1、 实验误差分析实验误差分析【典典例例1 1】(2010(2010新新课课标标全全国国卷卷)如如图图为为验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律的的实实验验装装置置示示意意图图.现现有有的的器器材材为为：带带铁铁夹夹的的铁铁架架台台、电电磁磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题：回答下列问题：(1)(1)(双选双选)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有_.(_.(填入正确选项前的字母填入正确选项前的字母)A.A.米尺米尺 B.B.秒表秒表C.0C.012 V12 V的直流电源的直流电源 D.0D.0

2、12 V12 V的交流电源的交流电源(2)(2)实验中误差产生的原因有实验中误差产生的原因有_.(_.(写出两个原因写出两个原因)【标标准准解解答答】(1)(1)用用A A项项米米尺尺测测量量长长度度，用用D D项项交交流流电电源源供供打打点点计计时时器器使使用用.(2).(2)纸纸带带与与打打点点计计时时器器之之间间有有摩摩擦擦；用用米米尺尺测测量量纸纸带带上上点点的的位位置置时时读读数数有有误误差差；计计算算势势能能变变化化时时选选取取的的始始末末两点距离过近；交流电频率不稳定两点距离过近；交流电频率不稳定.答答案案：(1)A(1)A、D D (2)(2)纸纸带带与与打打点点计计时时器器之

3、之间间有有摩摩擦擦；用用米米尺尺测测量量纸纸带带上上点点的的位位置置时时读读数数有有误误差差；计计算算势势能能变变化化时时，选选取取的始末两点距离过近；交流电频率不稳定的始末两点距离过近；交流电频率不稳定(任选其二任选其二).).实验数据处理实验数据处理【典典例例2 2】(2011(2011海海南南高高考考)现现要要通通过过实实验验验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律.实实验验装装置置如如图图所所示示：水水平平桌桌面面上上固固定定一一倾倾斜斜的的气气垫垫导导轨轨；导导轨轨上上A A点点处处有有一一带带长长方方形形遮遮光光片片的的滑滑块块，其其总总质质量量为为M M，左左端端由由跨跨过过轻轻质质

4、光光滑滑定定滑滑轮轮的的细细绳绳与与一一质质量量为为m m的的砝砝码码相相连连；遮遮光光片片两两条条长长边边与与导导轨轨垂垂直直；导导轨轨上上B B点点有有一一光光电电门门，可可以以测测量量遮遮光光片片经经过过光光电电门门时时的的挡挡光光时时间间t t，用用d d表表示示A A点点到到导导轨轨底底端端C C点点的的距距离离，h h表表示示A A与与C C的的高高度度差差，b b表表示示遮遮光光片片的的宽宽度度，s s表表示示A A、B B两两点点的的距距离离，将将遮遮光光片片通通过过光光电电门门的的平平均均速速度度看看作作滑滑块块通通过过B B点点时时的的瞬瞬时时速速度度.用用g g表表示示重

5、重力力加加速速度度.完完成成下下列列填填空空和和作图；作图；(1)(1)若将滑块自若将滑块自A A点由静止释放，则在滑块从点由静止释放，则在滑块从A A运动至运动至B B的过程的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为示为_._.动能的增加量可表示为动能的增加量可表示为_._.若在运动过程若在运动过程中机械能守恒，中机械能守恒，与与s s的关系式为的关系式为 =_.=_.(2)(2)多多次次改改变变光光电电门门的的位位置置，每每次次均均令令滑滑块块自自同同一一点点(A(A点点)下下滑，测量相应的滑，测量相应的s s与与t

6、t值，结果如表所示：值，结果如表所示：以以s s为横坐标，为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中描出第为纵坐标，在坐标纸中描出第1 1和第和第5 5个数据个数据点；根据点；根据5 5个数据点作直线，求得该直线的斜率个数据点作直线，求得该直线的斜率k=_k=_10104 4 m m-1-1ss-2-2(保留保留3 3位有效数字位有效数字).).由测得的由测得的h h、d d、b b、M M和和m m数值可以计算出数值可以计算出 -s-s直线的斜率直线的斜率k k0 0，将，将k k和和k k0 0进行比较，进行比较，若其差值在实验允许的范围内，则可认为此实验验证了机械若其差值在实验允许的范围内，则可认为

7、此实验验证了机械能守恒定律能守恒定律.【标准解答标准解答】(1)(1)滑块和遮光片的重力势能减少，砝码的重力滑块和遮光片的重力势能减少，砝码的重力势能增加，所以系统的重力势能减少的量为势能增加，所以系统的重力势能减少的量为EEp p=MgssinMgssin-mgs=-mgsmgs=-mgs；滑块运动到光电门时的速度为；滑块运动到光电门时的速度为 所以系所以系统的动能增加量为统的动能增加量为EEk k=(M+m)v=(M+m)v2 2=.=.若机械能守若机械能守恒，则有恒，则有 -mgs=-mgs=，解得，解得(2)(2)如图所示如图所示.由图象可求得斜率由图象可求得斜率答案：答案：(1)(1)(2)(2)见标准解答图见标准解答图 2.432.43