導(dǎo)學(xué)教程高考物理總復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能及其守恒定律 實(shí)驗(yàn)六 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課件 新人教版.ppt

實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn)器材 鐵架臺(tái) 含鐵夾 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 學(xué)生電源 紙帶 復(fù)寫紙 導(dǎo)線 毫米刻度尺 重物 帶紙帶夾 實(shí)驗(yàn)過程 一 實(shí)驗(yàn)步驟1 安裝置 按圖實(shí) 2所示將檢查 調(diào)整好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上 接好電路 圖實(shí) 2 誤差分析 1 本實(shí)驗(yàn)中因重物和紙帶在下落過程中要克服各種阻力 空氣阻力 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器阻力 做功 故動(dòng)能的增加量 ek稍小于重力勢能的減少量 ep 即 ek ep 這屬于系統(tǒng)誤差 改進(jìn)的辦法是調(diào)整器材的安裝 盡可能地減小阻力 2 本實(shí)驗(yàn)的另一個(gè)誤差來源于長度的測量 屬偶然誤差 減小誤差的方法是測下落距離時(shí)都從0點(diǎn)量起 一次將各打點(diǎn)對應(yīng)的下落高度測量完 或者多次測量取平均值 實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 1 物體的速度可以用光電計(jì)時(shí)器測量 以減小由于測量和計(jì)算帶來的誤差 2 整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置可以放在真空的環(huán)境中操作 如用牛頓管和頻閃照相進(jìn)行驗(yàn)證 以消除由于空氣阻力作用而帶來的誤差 3 可以利用氣墊導(dǎo)軌來設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn) 以減小由于摩擦帶來的誤差 4 為防止重物被釋放時(shí)的初速度不為零 可將裝置改成如圖實(shí) 3所示形式 剪斷紙帶最上端 讓重物從靜止開始下落 圖實(shí) 3 考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與操作 例1 在利用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中 電源的頻率為50hz 依次打出的點(diǎn)為0 1 2 3 4 n 則 圖實(shí) 4 1 如用第2點(diǎn)到第6點(diǎn)之間的紙帶來驗(yàn)證 必須直接測量的物理量為 必須計(jì)算出的物理量為 驗(yàn)證的表達(dá)式為 2 下列實(shí)驗(yàn)步驟操作合理的排列順序是 填寫步驟前面的字母 a 將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直安裝在鐵架臺(tái)上b 接通電源 再松開紙帶 讓重物自由下落c 取下紙帶 更換新紙帶 或?qū)⒓垘Х瓊€(gè)面 重新做實(shí)驗(yàn)d 將重物固定在紙帶的一端 讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 用手提著紙帶 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 的實(shí)驗(yàn)裝置可以采用圖實(shí) 5所示的甲或乙方案來進(jìn)行 圖實(shí) 5 1 比較這兩種方案 填 甲 或 乙 方案好些 2 該同學(xué)開始實(shí)驗(yàn)時(shí)情形如圖丙所示 接通電源釋放紙帶 請指出該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中存在的兩處明顯錯(cuò)誤或不當(dāng)?shù)牡胤?3 該實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶 且測得每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖丁所示 已知相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔t 0 1s 則物體運(yùn)動(dòng)的加速度a 該紙帶是采用 填 甲 或 乙 實(shí)驗(yàn)方案得到的 解析由 x at2 利用逐差法得到物體運(yùn)動(dòng)的加速度a 4 8m s2 若用自由落體實(shí)驗(yàn)測得物體運(yùn)動(dòng)的加速度a應(yīng)該接近10m s2 所以該紙帶是采用乙實(shí)驗(yàn)方案得到的 答案 1 甲 2 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接了直流電源 重物離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn) 3 4 8m s2乙 考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和誤差分析 例2 2016 鄒城聯(lián)考 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 的實(shí)驗(yàn)裝置如圖實(shí) 6所示采用重物自由下落的方法 圖實(shí) 6 1 實(shí)驗(yàn)中 下面哪些測量工具是必需的a 天平b 直流電源c 刻度尺d 秒表 2 已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50hz 當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 9 80m s2 所用重物的質(zhì)量為200g 實(shí)驗(yàn)中選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖實(shí) 7所示 o為紙帶下落的起始點(diǎn) a b c為紙帶上選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn) 3 實(shí)驗(yàn)中 發(fā)現(xiàn)重物減少的勢能總是大于重物增加的動(dòng)能 造成這種現(xiàn)象的主要原因是 答案 1 c 2 乙0 3690 376 3 見解析 考點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì) 例3 利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖實(shí) 8所示 圖實(shí) 8 1 實(shí)驗(yàn)步驟 將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上 桌面高度不低于1m 將導(dǎo)軌調(diào)至水平 用游標(biāo)卡尺測量擋光條的寬度l 9 30mm 由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離s cm 將滑塊移至光電門1左側(cè)某處 待砝碼靜止不動(dòng)時(shí) 釋放滑塊 要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2 從數(shù)字計(jì)時(shí)器 圖中未畫出 上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時(shí)間 t1和 t2 用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量m 再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m 2 用表示直接測量量的字母寫出下列所示物理量的表達(dá)式 滑塊通過光電門1和光電門2時(shí)瞬時(shí)速度分別為v1 和v2 當(dāng)滑塊通過光電門1和光電門2時(shí) 系統(tǒng) 包括滑塊