【优化方案】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

实验六验证机械能守恒定律实验六验证机械能守恒定律知识要点归纳过程分析导引实验典例精析知能优化演练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．实验原理图5－5－1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5－5－2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．2．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．图5－5－2二、数据处理1．求瞬时速度三、误差分分析1．本实验中中因重物和和纸带在下下落过程中中要克服各各种阻力(空气阻力、、打点计时时器阻力)做功，故动动能的增加加量ΔEk稍小于重力力势能的减减少量ΔEp，即ΔEk<ΔEp，这属于系系统误差．．改进的办办法是调整整器材的安安装，尽可可能地减小小阻力．2．本实验的的另一个误误差来源于于长度的测测量，属偶偶然误差．．减小误差差的办法是是测下落距距离时都从从O点量起，一一次将各打打点对应的的下落高度度测量完，，或者多次次测量取平平均值．四、注意事事项1．应尽可能能控制实验验条件，即即应满足机机械能守恒恒的条件，，这就要求求尽量减小小各种阻力力的影响，，采取的措措施有：(1)安装打点计计时器时，，必须使两两个限位孔孔的中线严严格竖直，，以减小摩摩擦阻力．．(2)应选用质量量和密度较较大的重物物，增大重重力可使阻阻力的影响响相对减小小，增大密密度可以减减小体积，，可使空气气阻力减小小．2．实验中，，提纸带的的手要保持持不动，且且保证纸带带竖直．接接通电源后后，打点计计时器工作作稳定后再再松开纸带带．五、实验改改进物体下落过过程中通过过某一位置置的速度可可以用光电电计时器测测出来，利利用这种装装置验证机机械能守恒恒定律，能能消除纸带带与限位孔孔的摩擦阻阻力带来的的系统误差差；也可以以把电磁打打点计时器器更换成电电火花式计计时器，以以消除计时时器的振针针在打点时时对纸带产产生的阻力力；还可以以把整个装装置放在一一个真空的的环境中，，以消除由由于空气阻阻力作用而而带来的误误差．实验典例精析例1数据处理及误差分析题型一(2011年如皋统考)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m＝1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图5－5－3所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点(速度恰好为零)，每两个计数点之间还有四个点未画出，选连续的3个计数点A、B、C作为测量的点，如图所示，经测量知道A、B、C各点到O点的距离分别为50.50cm、86.00cm、130.50cm.已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度g＝9.80m/s2.图5－5－3根据据以以上上数数据据，，可可计计算算出出打打B点时时的的速速度度vB＝________m/s；重重物物由由O点运运动动到到B点，，重重力力势势能能减减少少了了________J，动动能能增增加加了了________J．根据据所所测测量量的的数数据据，，还还可可以以求求出出物物体体实实际际下下落落的的加加速速度度为为________m/s2，物物体体在在从从A到B下落落的的过过程程中中所所受受到到的的平平均均阻阻力力为为________N(计算算结结果果都都要要保保留留3位有有效效数数字字)，该该阻阻力力的的来来源源主主要要有有：：(1)_______________________________________；(2)_______________________________________．【解析析】由于于每每两两个个相相邻邻计计数数点点之之间间还还有有4个点点没没有有画画出出，，所所以以每每两两个个相相邻邻计计数数点点之之间间的的时时间间间间隔隔为为0.1s，同同时时可可求求得得：：＝4.00m/s即vB＝4.00m/s由O点运运动动到到B点下下落落的的距距离离为为：：sOB＝86.00cm＝0.86m重力势能能减少了了EpB＝mgh＝1.00×9.80××0.86J＝8.43J根据牛顿顿第二定定律得：：mg－Ff＝ma从A到B下落的过过程中所所受到的的平均阻阻力为Ff＝mg－ma＝1.00×9.80N－1.00×9.00N＝0.800N分析纸带带受到的的力有：：重力、、重物受受到的空空气阻力力、纸带带与限位位孔之间间的摩擦擦力等力力的作用用，所以以阻力的的来源是是以上除除重力之之外的力力．【答案重物受到到的空气气阻力纸纸带与与限位孔孔之间的的摩擦力力(2010年高考海海南卷)利用气垫垫导轨验验证机械械能守恒恒定律，，实验装装置示意意图如图图5－5－4甲所示：：例2实验创新题型二图5－5－4(1)实验步骤骤：①将气垫垫导轨放放在水平平桌面上上，桌面面高度不不低于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左侧某某处，，待砝砝码静静止不不动时时，释释放滑滑块，，要求求砝码码落地地前挡挡光条条已通通过光光电门门2.⑤从数数字计计时器器(图甲中中未画画出)上分别别读出出挡光光条通通过光光电门门1和光电电门2所用的的时间间Δt1和Δt2.⑥用天天平称称出滑滑块和和挡光光条的的总质质量M，再称称出托托盘和和砝码码的总总质量量m.(2)用表示示直接接测量量量的的字母母写出出下列列所求求物理理量的的表达达式：：①滑块块通过过光电电门1和光电电门2时瞬时时速度度分别别为v1＝________和v2＝________.②当滑滑块通通过光光电门门1和光电电门2时，系系统(包括滑滑块、、挡光光条、、托盘盘和砝砝码)的总动动能分分别为为Ek1＝________和Ek2＝________.③在滑滑块从从光电电门1运动到到光电电门2的过程中，，系统势能能的减少ΔEp＝________(重力加速度度为g)．(3)如果ΔEp≈________，则可认为为