实验验证机械能守恒定律精选PPT.ppt

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1、要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦关于实验验证机械能守恒定律第1页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦误差分析误差分析1减小测量误差减小测量误差：一是：一是测测下落距离下落距离时时都从都从0点量起，一次将各打点量起，一次将各打点点对应对应下落高度下落高度测测量完，二是多量完，二是多测测几次取平均几次取平均值值。第2页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦注意事项注意事项1打点计时器要竖直打点计时器要竖直：安装打点：安装打点计时计时器器时时要要竖竖直架直架稳稳，使其两，使其两限位孔在同一限位孔在同一竖竖直平面内以减少摩擦阻力。直平面内以减少摩擦阻力。2

2、重物密度要大重物密度要大：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。3一先一后一先一后：应应先接通先接通电电源，源，让让打点打点计时计时器正常工作，后松开器正常工作，后松开纸纸带让带让重物下落。重物下落。第3页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦热点一实验原理及数据处理热点一实验原理及数据处理【例例1】在进行在进行“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验中：的实验中：图图1第4页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦(1)两两实验实验小小组组同学分同学分别别采用了如采用了如图图1甲和乙所示的装置，采用两

3、种不甲和乙所示的装置，采用两种不同的同的实验实验方案方案进进行行实验实验。在在图图甲中，下落物体甲中，下落物体应选择应选择密度密度_(选选填填“大大”或或“小小”)的重物；的重物；在在图图乙中，两个重物的乙中，两个重物的质质量关系是量关系是m1_m2(选选填填“”、“”、“”)；采用采用图图乙的方案乙的方案进进行行实验实验，还还需要的需要的实验实验器材有交流器材有交流电电源，刻度尺和源，刻度尺和_；比比较较两种两种实验实验方案，你方案，你认为图认为图_(选选填填“甲甲”或或“乙乙”)所示所示实验实验方案更合理，理由是方案更合理，理由是_。第5页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点整合热点聚

4、焦热点聚焦(2)有一同学采用了有一同学采用了图图甲所示的方案，甲所示的方案，选选出一条出一条纸带纸带如如图图2所示，其中所示，其中O点点为为起始点，起始点，A、B、C为为三个三个计计数点，打点数点，打点计时计时器通以器通以50 Hz交流交流电电，在在计计数点数点A和和B之之间间、B和和C之之间还间还各有一个点，重物的各有一个点，重物的质质量量为为0.5 kg，g取取9.8 m/s2。根据以上数据，打。根据以上数据，打B点点时时重物的重力重物的重力势势能比开始下能比开始下落落时时减少了减少了_ J，这时这时它的它的动动能是能是_ J，根据上面，根据上面这这两两个数据你能得到的个数据你能得到的结论

5、结论是：是：_。(结结果保留三位有效数果保留三位有效数字字)图图2第6页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦答案答案(1)大大天平天平甲图乙中还受到细线与滑轮的阻甲图乙中还受到细线与滑轮的阻力的影响力的影响(2)0.8670.852在误差允许的范围内，重物下落时机械在误差允许的范围内，重物下落时机械能守恒能守恒第7页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦数据处理的方法数据处理的方法第8页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦【变式训练变式训练】1(2014南京模南京模拟拟)某某实验实验小小组组在做在做“验证验证机械能守恒定律机

6、械能守恒定律”实验实验中，中，提出了如提出了如图图3所示的甲、乙两种方案：甲方案所示的甲、乙两种方案：甲方案为为用自由落体运用自由落体运动进动进行行实验实验，乙方案，乙方案为为用小用小车车在斜面上下滑在斜面上下滑进进行行实验实验。图图3第9页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦(1)组组内同学内同学对对两种方案两种方案进进行了深入的行了深入的讨论讨论分析，最分析，最终终确定了一确定了一个大家个大家认为误认为误差相差相对较对较小的方案，你小的方案，你认为该认为该小小组选择组选择的方案是的方案是_，理由是，理由是_。(2)若若该该小小组组采用采用图图甲的装置打出了一条甲的装

7、置打出了一条纸带纸带如如图图4所示，相所示，相邻邻两点之两点之间间的的时间间时间间隔隔为为0.02 s，请请根据根据纸带计纸带计算出算出B点的速度大小点的速度大小_m/s(结结果保留三位有效数字果保留三位有效数字)。图图4第10页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦(3)该该小小组组内同学内同学们们根据根据纸带纸带算出了相算出了相应应点的速度，作出点的速度，作出v2h图线图线如如图图5所示，所示，请请根据根据图线计图线计算出当地的重力加速度算出当地的重力加速度g_m/s2(结结果保留两位有效数字果保留两位有效数字)。图图5第11页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点

8、整合热点聚焦热点聚焦答案答案(1)甲采用乙图实验时，由于小车和斜面间存在摩擦力的作甲采用乙图实验时，由于小车和斜面间存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小车在下滑过程中机械能不守恒，故乙图不用，且不能忽略，所以小车在下滑过程中机械能不守恒，故乙图不能用来验证机械能守恒定律能用来验证机械能守恒定律(2)1.37(3)9.7或或9.8第12页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦热点二拓展创新实验热点二拓展创新实验预测高考命题视角预测高考命题视角以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，不脱离以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，不脱离教材而又不拘泥教材

9、，体现开放性、探究性等特点。教材而又不拘泥教材，体现开放性、探究性等特点。第13页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦视角视角1实验器材的改进实验器材的改进由系统动能、重力势能的变化验证机械能守恒，所用实由系统动能、重力势能的变化验证机械能守恒，所用实验器材：光电门、气垫导轨。验器材：光电门、气垫导轨。通过小球自由落体运动的闪光照片验证机械能守恒。通过小球自由落体运动的闪光照片验证机械能守恒。视角视角2实验原理的迁移实验原理的迁移【例例2】某同学利用如某同学利用如图图6所示的装置来所示的装置来验证验证由小由小车车与与钩码组钩码组成的系成的系统统机械能守恒机械能守恒第14

10、页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦图图6第15页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦(1)现现提供如下器材：提供如下器材：A小小车车B钩码钩码C一端一端带带滑滑轮轮的的长长木板木板D细绳细绳E电电火花打点火花打点计时计时器器F纸带纸带G毫米刻度尺毫米刻度尺H游游标标卡尺卡尺I低低压压交流交流电电源源J220 V交流交流电电源源实验实验中不需要的器材是中不需要的器材是_(填写器材前的字母填写器材前的字母)，还还需要的器材需要的器材是是_。(2)为为尽可能消除摩擦力尽可能消除摩擦力对对本本实验实验的影响，使的影响，使验证结验证结果尽可能准确，果尽

11、可能准确，则则小小车质车质量量M和和钩码质钩码质量量m的关系的关系应该满应该满足足_。第16页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦(3)小明和小小明和小军军同学在做同学在做该实验时该实验时，小明，小明认为认为只要采用平衡摩擦力的方法只要采用平衡摩擦力的方法将摩擦力平衡掉就可以了，无将摩擦力平衡掉就可以了，无须满须满足足(2)问问中小中小车质车质量量M和和钩码质钩码质量量m的关系，而小的关系，而小军军却否却否认认小明的看法，你小明的看法，你认为认为小明的看法小明的看法_(选选填填“正确正确”或或“不正确不正确”)，理由是，理由是_。(4)两位同学两位同学统统一一观观点后完

12、成点后完成实验实验，得到一条，得到一条纸带纸带，去掉前面比，去掉前面比较较密集密集的点，的点，选择选择点迹清晰且便于点迹清晰且便于测测量的量的连续连续7个点个点(标标号号为为06)，测测出相出相关距离如关距离如图图7所示，要所示，要验证验证在第在第2点与第点与第5点点时时系系统统的机械能相等，的机械能相等，则则应满应满足关系式足关系式_(设设小小车质车质量量M，钩码质钩码质量量m，打，打点周期点周期为为T)。第17页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦图图7第18页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦解析解析(1)实验不需要游标卡尺，距离由刻度尺

13、测量，电火花计时器实验不需要游标卡尺，距离由刻度尺测量，电火花计时器直接使用直接使用220 V交流电源，不需要低压交流电源，不需要的器材交流电源，不需要低压交流电源，不需要的器材是是H、I。还需要天平测量钩码和小车的质量。还需要天平测量钩码和小车的质量。(2)为尽可能消除摩擦力对本实验的影响，使验证结果尽可能准为尽可能消除摩擦力对本实验的影响，使验证结果尽可能准确，则小车质量确，则小车质量M和钩码质量和钩码质量m的关系应该满足的关系应该满足Mm，这样能使摩，这样能使摩擦力做的功相对少些，以减小机械能的损失。擦力做的功相对少些，以减小机械能的损失。(3)小明的看法不正确，因为平衡摩擦力后，摩擦力

14、还做负功，系统机小明的看法不正确，因为平衡摩擦力后，摩擦力还做负功，系统机械能不守恒。械能不守恒。第19页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦第20页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦【变式训练变式训练】2某同学利用如图某同学利用如图8所示的气垫导轨装置验证系统机械能守恒定律。所示的气垫导轨装置验证系统机械能守恒定律。在气垫导轨上安装了两光电门在气垫导轨上安装了两光电门1、2，滑块上固定一遮光条，滑，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过轻质定滑轮与钩码相连。块用细线绕过轻质定滑轮与钩码相连。图图8第21页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点整

15、合热点聚焦热点聚焦(1)实验时实验时要要调调整气整气垫导轨垫导轨水平。不挂水平。不挂钩码钩码和和细线细线，接通气源，如果滑，接通气源，如果滑块块_，则则表示气表示气垫导轨调垫导轨调整至水平状整至水平状态态。(2)不挂不挂钩码钩码和和细线细线，接通气源，滑，接通气源，滑块块从从轨轨道右端向左运道右端向左运动动的的过过程中，程中，发现发现滑滑块块通通过过光光电门电门1的的时间时间小于通小于通过过光光电门电门2的的时间时间。实实施下列措施能施下列措施能够让导够让导轨轨水平的是水平的是_。A调节调节P使使轨轨道左端升高一些道左端升高一些B调节调节Q使使轨轨道右端降低一些道右端降低一些C遮光条的遮光条的

16、宽宽度度应应适当大一些适当大一些D滑滑块块的的质质量增大一些量增大一些E气源的供气量增大一些气源的供气量增大一些第22页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦(3)实验时实验时，测测出光出光电门电门1、2间间的距离的距离L，遮光条的，遮光条的宽宽度度d，滑，滑块块和遮和遮光条的光条的总质总质量量M，钩码质钩码质量量m。由数字。由数字计时计时器器读读出遮光条通出遮光条通过过光光电门电门1、2的的时间时间t1、t2，则则系系统统机械能守恒成立的表达式是机械能守恒成立的表达式是_。解析解析滑块从轨道右端向左运动的过程中，发现滑块通过光电门滑块从轨道右端向左运动的过程中，发现滑块通过光电门1的时的时间小于通过光电门间小于通过光电门2的时间，说明滑块加速向左运动，导轨右端较高，的时间，说明滑块加速向左运动，导轨右端较高，能够让导轨水平的是：调节能够让导轨水平的是：调节Q使轨道右端降低一些或调节使轨道右端降低一些或调节P使轨道左端使轨道左端升高一些，选项升高一些，选项A、B正确。根据机械能守恒定律，系统重力势能减少量正确。根据机械能守恒定律，系统重力势能减少量mgL应该等于动能增加量应该等于动能增加量第23页，讲稿共24张，创作于星期日要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦感谢大家观看第24页，讲稿共24张，创作于星期日