【优化方案】浙江省高考物理总复习 第5章 实验六验证机械能守恒定律课件 大纲人教

实验六验证机械能守恒定律

过程分析导引实验典例精析知能优化演练实验六验证机械能守恒定律知识要点归纳知识要点归纳实验目的利用自由落体运动验证只有重力作用下的物体机械能守恒．实验原理1．在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化，但总的机械能保持不变．若物体某时刻瞬时速度为v，下落高度为h，则重力势能的减少量为mgh，动能的增加量为mv2，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守恒定律．图5－6－1实验器材铁架台(含铁夹)、打点计时器、学生电源、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、重物(带纸带夹)．过程分析导引一、实验步骤1．安装置：按图5－6－2将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路．图5－6－22．打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方．先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落．更换纸带重复做3次～5次实验．三、、误误差差分分析析1．本本实实验验中中因因重重物物和和纸纸带带在在下下落落过过程程中中要要克克服服各各种种阻阻力力(空气气阻阻力力、、打打点点计计时时器器阻阻力力)做功功，，故故动动能能的的增增加加量量ΔEk稍小小于于重重力力势势能能的的减减少少量量ΔEp，即即ΔEk<ΔΔEp，这这属属于于系系统统误误差差．．改改进进的的办办法法是是调调整整器器材材的的安安装装，，尽尽可可能能地地减减小小阻阻力力．．2．本本实实验验的的另另一一个个误误差差来来源源于于长长度度的的测测量量，，属属偶偶然然误误差差．．减减小小误误差差的的办办法法是是测测下下落落距距离离时时都都从从O点量量起起，，一一次次将将各各打打点点对对应应的的下下落落高高度度测测量量完完，，或或者者多多次次测测量量取取平平均均值值．．四、、注注意意事事项项1．应应尽尽可可能能控控制制实实验验条条件件，，即即应应满满足足机机械械能能守守恒恒的的条条件件，，这这就就要要求求尽尽量量减减小小各各种种阻阻力力的的影影响响，，采采取取的的措措施施有有：：(1)安装装打打点点计计时时器器时时，，必必须须使使两两个个限限位位孔孔的的中中线线严严格格竖竖直直，，以以减减小小摩摩擦擦阻阻力力．．(2)应选选用用质质量量和和密密度度较较大大的的重重物物，，增增大大重重力力可可使使阻阻力力的的影影响响相相对对减减小小，，增增大大密密度度可可以以减减小小体体积积，，可可使使空空气气阻阻力力减减小小．．五、实实验改改进物体下下落过过程中中通过过某一一位置置的速速度可可以用用光电电计时时器测测出来来，利利用这这种装装置验验证机机械能能守恒恒定律律，能能消除除纸带带与限限位孔孔的摩摩擦阻阻力带带来的的系统统误差差；也也可以以把电电磁打打点计计时器器更换换成电电火花花式计计时器器，以以消除除计时时器的的振针针在打打点时时对纸纸带产产生的的阻力力；还还可以以把整整个装装置放放在一一个真真空的的环境境中，，以消消除由由于空空气阻阻力作作用而而带来来的误误差．．实验典例精析题型一数据处理及误差分析例1(2011年杭州州二中中检测测)在用打打点计计时器器验证证机械械能守守恒定定律的的实验验中，，质量量m＝1.00kg的重物物自由由下落落，打打点计计时器器在纸纸带上上打出出一系系列点点．如如图5－6－3所示为为选取取的一一条符符合实实验要要求的的纸带带，O为第一一个点点(速度恰恰好为为零)，每两两个计计数点点之间间还有有四个个点未未画出出，选选连续续的3个计数数点A、B、C作为测测量的的点，，如图图所示示，经经测量量知道道A、B、C各点到到O点的距距离分分别为为50.50cm、86.00cm、130.50cm.已知打打点计计时器器每隔隔0.02s打一次次点，，当地地的重重力加加速度度g＝9.80m/s2.根据以以上数数据，，可计计算出出打B点时的的速度度vB＝________m/s；重物物由O点运动动到B点，重重力势势能减减少了了________J，动能能增加加了________J．图5－6－3根据所所测量量的数数据，，还可可以求求出物物体实实际下下落的的加速速度为为________m/s2，物体体在从从A到B下落的的过程程中所所受到到的平平均阻阻力为为________N(计算结结果都都要保保留3位有效效数字字)，该阻阻力的的来源源主要要有：：(1)________________________________________________________________________；(2)________________________________________________________________________．根据牛牛顿第第二定定律得得：mg－Ff＝ma从A到B下落的的过程程中所所受到到的平平均阻阻力为为Ff＝mg－ma＝1.00××9.80N－1.00××9.00N＝0.800N分析纸纸带受受到的的力有有：重重力、、重物物受到到的空空气阻阻力、、纸带带与限限位孔孔之间间的摩摩擦力力等力力的作作用，，所以以阻力力的来来源是是以上上除重重力之之外的的力．．【答案重物受受到的的空气气阻力力纸纸带与与限位位孔之之间的的摩擦擦力(2010年高考考海南南卷)利用气气垫导导轨验验证机机械能能守恒恒定律律，实实验装装置示示意图图如图图5－6－4甲所示示：题型二实验创新例2图5－6－4(1)实验步步骤：：①将气气垫导导轨放放在水水平桌桌面上上，桌桌面高高度不不低于于1m，将导导轨调调至水水平．．②用游游标卡卡尺测测量挡挡光条条的宽宽度l，结果果如图图乙所所示，，由此此读出出l＝________mm.③由导导轨标标尺读读出两两光电电门中中心之之间的的距离离s＝________cm.④将滑滑块移移至光光电门门1左侧某处处，待砝砝码静止止不动时时，释放放滑块，，要求砝砝码落地地前挡光光条已通通过光电电门2.⑤从数字字计时器器(图甲中未未画出)上分别读读出挡光光条通过过光电门门1和光电门门2所用的时时间Δt1和Δt2.⑥用天平平称出滑滑块和挡挡光条的的总质量量M，再称出出托盘和和砝码的的总质量量m.(2)用表示直直接测量量量的字字母写出出下列所所求物理理量的表表达式：：①滑块通通过光电电门1和光电门门2时瞬时速速度分别别为v1＝________和v2＝________.②当滑块块通过光光电门1和光电门门2时，系统统(包括滑块块、挡光光条、托托盘和砝砝码)的总动能能分别为为Ek1＝__________和Ek2＝________.③在滑块块从光电电门1运动到光光电门