高考物理總復(fù)習(xí) 第5章 機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn)八 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課件1

1、實(shí)驗(yàn)八驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)八驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律(學(xué)考學(xué)考)考綱解讀考綱解讀(1)會(huì)根據(jù)紙帶測(cè)定下落的距離，掌握測(cè)量瞬時(shí)速度會(huì)根據(jù)紙帶測(cè)定下落的距離，掌握測(cè)量瞬時(shí)速度的方法。的方法。(2)能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。(3)能對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的產(chǎn)能對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的產(chǎn)生原因作定性分析。生原因作定性分析?？键c(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作1.利用圖示裝置進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要測(cè)量利用圖示裝置進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要測(cè)量物體由靜止開始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度物體由靜止開始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度和下落高度h。某班同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到

2、的紙帶，設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案：某班同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案：以上方案中只有一種正確，正確的是以上方案中只有一種正確，正確的是_。(填入相應(yīng)的字母填入相應(yīng)的字母)解析解析在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中不能將物體下落的加速度在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中不能將物體下落的加速度看做看做g，只能把它當(dāng)做未知的定值，所以正確方案只有，只能把它當(dāng)做未知的定值，所以正確方案只有d項(xiàng)。項(xiàng)。答案答案d2.用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)所用的電源用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為為學(xué)生電源，輸出電壓為6 v的交流電和直流電兩種。重錘從的交

3、流電和直流電兩種。重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)圖中紙帶上的點(diǎn)痕進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。圖中紙帶上的點(diǎn)痕進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。(1)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：a.按照?qǐng)D示的裝置安裝器件；按照?qǐng)D示的裝置安裝器件；b.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出直流輸出”上；上；c.用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量；用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量；d.先接通電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶；先接通電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶；e.測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離；測(cè)量紙帶上某

4、些點(diǎn)間的距離；f.根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢(shì)能是否等于根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能。增加的動(dòng)能。其中沒有必要進(jìn)行的步驟是其中沒有必要進(jìn)行的步驟是_，操作不當(dāng)?shù)牟襟E是，操作不當(dāng)?shù)牟襟E是_。(2)利用這個(gè)裝置也可以測(cè)量重錘下落的加速度利用這個(gè)裝置也可以測(cè)量重錘下落的加速度a的數(shù)值。根據(jù)打的數(shù)值。根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上的連續(xù)的五個(gè)點(diǎn)出的紙帶，選取紙帶上的連續(xù)的五個(gè)點(diǎn)a、b、c、d、e，測(cè)出，測(cè)出各點(diǎn)之間的距離如圖所示，使用電源的頻率為各點(diǎn)之間的距離如圖所示，使用電源的頻率為f，則計(jì)算重錘下，則計(jì)算重錘下落的加速度的表達(dá)式落的加速度的表達(dá)式a_

5、。(用用x1、x2、x3、x4及及f表示表示)?？键c(diǎn)二數(shù)據(jù)處理及誤差分析考點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理及誤差分析1.在進(jìn)行在進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：的實(shí)驗(yàn)中：(1)兩實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)分別采用了如圖甲和乙所示的裝置，采用兩種兩實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)分別采用了如圖甲和乙所示的裝置，采用兩種不同的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。不同的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在圖甲中，下落物體應(yīng)選擇密度在圖甲中，下落物體應(yīng)選擇密度_(選填選填“大大”或或“小小”)的重物；在圖乙中，兩個(gè)重物的質(zhì)量關(guān)系是的重物；在圖乙中，兩個(gè)重物的質(zhì)量關(guān)系是m1_m2(選填選填“”、“”、“”)；采用圖乙的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有交流電源，刻采用圖

6、乙的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有交流電源，刻度尺和度尺和_；比較兩種實(shí)驗(yàn)方案，你認(rèn)為圖比較兩種實(shí)驗(yàn)方案，你認(rèn)為圖_(選填選填“甲甲”或或“乙乙”)所示實(shí)驗(yàn)方案更合理，理由是所示實(shí)驗(yàn)方案更合理，理由是_。(2)有一同學(xué)采用了圖甲所示的方案，選出一條紙帶如下圖所示，有一同學(xué)采用了圖甲所示的方案，選出一條紙帶如下圖所示，其中其中o點(diǎn)為起始點(diǎn)，點(diǎn)為起始點(diǎn)，a、b、c為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通以為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通以50 hz交流電，在計(jì)數(shù)點(diǎn)交流電，在計(jì)數(shù)點(diǎn)a和和b之間、之間、b和和c之間還各有一個(gè)點(diǎn)，之間還各有一個(gè)點(diǎn)，重物的質(zhì)量為重物的質(zhì)量為0.5 kg，g取取9.8 m/s2。根據(jù)以上數(shù)據(jù)

7、，打。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，打b點(diǎn)時(shí)重點(diǎn)時(shí)重物的重力勢(shì)能比開始下落時(shí)減少了物的重力勢(shì)能比開始下落時(shí)減少了_ j，這時(shí)它的動(dòng)能是，這時(shí)它的動(dòng)能是_ j，根據(jù)上面這兩個(gè)數(shù)據(jù)你能得到的結(jié)論是：，根據(jù)上面這兩個(gè)數(shù)據(jù)你能得到的結(jié)論是：_。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字結(jié)果保留三位有效數(shù)字)解析解析(1)為了減小空氣阻力的影響，選擇體積小、密度大的重為了減小空氣阻力的影響，選擇體積小、密度大的重物；在題圖乙中，物；在題圖乙中，m2在在m1的拉力作用下向上運(yùn)動(dòng)，所以的拉力作用下向上運(yùn)動(dòng)，所以m1m2。兩重物質(zhì)量不等，分析系統(tǒng)損失的重力勢(shì)能是否近似等于增加兩重物質(zhì)量不等，分析系統(tǒng)損失的重力勢(shì)能是否近似等于增加的動(dòng)能時(shí)，兩邊質(zhì)

8、量不能約去，故需要天平測(cè)量?jī)芍匚锏馁|(zhì)量。的動(dòng)能時(shí)，兩邊質(zhì)量不能約去，故需要天平測(cè)量?jī)芍匚锏馁|(zhì)量。題圖乙中所示實(shí)驗(yàn)還受到細(xì)線與滑輪的阻力的影響，機(jī)械能損題圖乙中所示實(shí)驗(yàn)還受到細(xì)線與滑輪的阻力的影響，機(jī)械能損失較大，故題圖甲所示實(shí)驗(yàn)方案較為合理。失較大，故題圖甲所示實(shí)驗(yàn)方案較為合理。答案答案(1)大大天平天平甲圖乙中還受到細(xì)線與滑輪的甲圖乙中還受到細(xì)線與滑輪的阻力的影響阻力的影響(2)0.8670.852在誤差允許的范圍內(nèi)，重物下落在誤差允許的范圍內(nèi)，重物下落時(shí)機(jī)械能守恒時(shí)機(jī)械能守恒2.在在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺(tái)

9、、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、重錘、天平、毫米刻度尺、的鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、重錘、天平、毫米刻度尺、50 hz交流電源?；卮鹣铝袉栴}：交流電源。回答下列問題：(1)關(guān)于重錘的選用，以下說法正確的是關(guān)于重錘的選用，以下說法正確的是()a.選用重錘時(shí)，重的比輕的好選用重錘時(shí)，重的比輕的好b.選用重錘時(shí)，密度大的比密度小的好選用重錘時(shí)，密度大的比密度小的好c.選用重錘后要稱質(zhì)量選用重錘后要稱質(zhì)量d.重錘所受重力要選大于它所受的空氣阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙重錘所受重力要選大于它所受的空氣阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的阻力帶的阻力(2)如圖所示，釋放紙帶前的瞬間，重錘和手的位置合理的是如圖所示，釋放紙帶前的瞬

10、間，重錘和手的位置合理的是_(填填“甲甲”、“乙乙”、“丙丙”或或“丁丁”)。作這樣選擇的。作這樣選擇的原因是原因是_。解析解析(1)選重錘應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的，增大重力可使阻力的選重錘應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的，增大重力可使阻力的影響相對(duì)減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減小。故影響相對(duì)減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減小。故選項(xiàng)選項(xiàng)a、b、d正確。正確。(2)實(shí)驗(yàn)中要讓重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，可以在紙帶上記錄足夠多的實(shí)驗(yàn)中要讓重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，可以在紙帶上記錄足夠多的點(diǎn)；實(shí)驗(yàn)中手提著紙帶上端并保持紙帶豎直，可以減少紙帶與限點(diǎn)；實(shí)驗(yàn)中手提著紙帶上端并保持紙帶豎直，可以減少紙帶與限位孔間的摩擦阻力。故丙正確，原因如上所述。位孔間的摩擦阻力。故丙正確，原因如上所述。(3)重物帶動(dòng)紙帶下落過程中，除了重力還受到較大的阻力，從能重物帶動(dòng)紙帶下落過程中，除了重力還受到較大的阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度看，由于阻力做功，重力勢(shì)能減少的量除了轉(zhuǎn)化給量轉(zhuǎn)化的角度看，由于阻力做功，重力勢(shì)能減少的量除了轉(zhuǎn)化給了動(dòng)能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，所以重力勢(shì)能的減小了動(dòng)能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，所以重力勢(shì)能的減小量會(huì)大于