高考物理總復(fù)習(xí) 第5章 機械能守恒定律 實驗八 驗證機械能守恒定律課件1

1、實驗八驗證機械能守恒定律實驗八驗證機械能守恒定律(學(xué)考學(xué)考)考綱解讀考綱解讀(1)會根據(jù)紙帶測定下落的距離，掌握測量瞬時速度會根據(jù)紙帶測定下落的距離，掌握測量瞬時速度的方法。的方法。(2)能根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出實驗結(jié)論。能根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出實驗結(jié)論。(3)能對實驗誤差的產(chǎn)能對實驗誤差的產(chǎn)生原因作定性分析。生原因作定性分析?？键c一實驗原理與實驗操作考點一實驗原理與實驗操作1.利用圖示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗時，需要測量利用圖示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度和下落高度h。某班同學(xué)利用實驗得到

2、的紙帶，設(shè)計了以下四種測量方案：某班同學(xué)利用實驗得到的紙帶，設(shè)計了以下四種測量方案：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)解析解析在驗證機械能守恒定律的實驗中不能將物體下落的加速度在驗證機械能守恒定律的實驗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。項。答案答案d2.用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗所用的電源用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗所用的電源為學(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，對高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點，對圖中紙帶上的點痕進行測量，即可驗證機械能守恒定律。圖中紙帶上的點痕進行測量，即可驗證機械能守恒定律。(1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：a.按照圖示的裝置安裝器件；按照圖示的裝置安裝器件；b.將打點計時器接到電源的將打點計時器接到電源的“直流輸出直流輸出”上；上；c.用天平測出重錘的質(zhì)量；用天平測出重錘的質(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.測量紙帶上某些點間的距離；測量紙帶上某

4、些點間的距離；f.根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能。增加的動能。其中沒有必要進行的步驟是其中沒有必要進行的步驟是_，操作不當(dāng)?shù)牟襟E是，操作不當(dāng)?shù)牟襟E是_。(2)利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度利用這個裝置也可以測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)的五個點出的紙帶，選取紙帶上的連續(xù)的五個點a、b、c、d、e，測出，測出各點之間的距離如圖所示，使用電源的頻率為各點之間的距離如圖所示，使用電源的頻率為f，則計算重錘下，則計算重錘下落的加速度的表達式落的加速度的表達式a_

5、。(用用x1、x2、x3、x4及及f表示表示)?？键c二數(shù)據(jù)處理及誤差分析考點二數(shù)據(jù)處理及誤差分析1.在進行在進行“驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律”的實驗中：的實驗中：(1)兩實驗小組同學(xué)分別采用了如圖甲和乙所示的裝置，采用兩種兩實驗小組同學(xué)分別采用了如圖甲和乙所示的裝置，采用兩種不同的實驗方案進行實驗。不同的實驗方案進行實驗。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，兩個重物的質(zhì)量關(guān)系是的重物；在圖乙中，兩個重物的質(zhì)量關(guān)系是m1_m2(選填選填“”、“”、“”)；采用圖乙的方案進行實驗，還需要的實驗器材有交流電源，刻采用圖

6、乙的方案進行實驗，還需要的實驗器材有交流電源，刻度尺和度尺和_；比較兩種實驗方案，你認為圖比較兩種實驗方案，你認為圖_(選填選填“甲甲”或或“乙乙”)所示實驗方案更合理，理由是所示實驗方案更合理，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點為起始點，點為起始點，a、b、c為三個計數(shù)點，打點計時器通以為三個計數(shù)點，打點計時器通以50 hz交流電，在計數(shù)點交流電，在計數(shù)點a和和b之間、之間、b和和c之間還各有一個點，之間還各有一個點，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點時重點時重物的重力勢能比開始下落時減少了物的重力勢能比開始下落時減少了_ j，這時它的動能是，這時它的動能是_ j，根據(jù)上面這兩個數(shù)據(jù)你能得到的結(jié)論是：，根據(jù)上面這兩個數(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動，所以的拉力作用下向上運動，所以m1m2。兩重物質(zhì)量不等，分析系統(tǒng)損失的重力勢能是否近似等于增加兩重物質(zhì)量不等，分析系統(tǒng)損失的重力勢能是否近似等于增加的動能時，兩邊質(zhì)

8、量不能約去，故需要天平測量兩重物的質(zhì)量。的動能時，兩邊質(zhì)量不能約去，故需要天平測量兩重物的質(zhì)量。題圖乙中所示實驗還受到細線與滑輪的阻力的影響，機械能損題圖乙中所示實驗還受到細線與滑輪的阻力的影響，機械能損失較大，故題圖甲所示實驗方案較為合理。失較大，故題圖甲所示實驗方案較為合理。答案答案(1)大大天平天平甲圖乙中還受到細線與滑輪的甲圖乙中還受到細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)，重物下落時機械能守恒時機械能守恒2.在在“驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律”的實驗中，現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的實驗中，現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺

9、、電磁打點計時器、紙帶、重錘、天平、毫米刻度尺、的鐵架臺、電磁打點計時器、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?；卮鹣铝袉栴}：(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，重的比輕的好選用重錘時，重的比輕的好b.選用重錘時，密度大的比密度小的好選用重錘時，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計時器對紙重錘所受重力要選大于它所受的空氣阻力和打點計時器對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。故影響相對減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減小。故選項選項a、b、d正確。正確。(2)實驗中要讓重物靠近打點計時器，可以在紙帶上記錄足夠多的實驗中要讓重物靠近打點計時器，可以在紙帶上記錄足夠多的點；實驗中手提著紙帶上端并保持紙帶豎直，可以減少紙帶與限點；實驗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，重力勢能減少的量除了轉(zhuǎn)化給了動能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，所以重力勢能的減小了動能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，所以重力勢能的減小量會大于