《（北京專用）高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 機(jī)械能 第6講 實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（北京專用）高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 機(jī)械能 第6講 實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課件（19頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第6講實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律知識(shí)梳理知識(shí)梳理實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟1.安裝儀器;2.將紙帶固定在重物上,讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔;3.用手提著紙帶,讓重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并處于靜止?fàn)顟B(tài)靜止?fàn)顟B(tài),然后接通電源接通電源,松開紙帶,讓重物自由落下,紙帶上打下一系列小點(diǎn);4.從幾條打下點(diǎn)的紙帶中挑選出點(diǎn)跡清楚的紙帶進(jìn)行測量,Ek=m,Ep=mgdn,vn=;122nv112nnddT5.計(jì)算對(duì)比Ep與Ek的大小。在誤差允許的范圍內(nèi),自由落體過程機(jī)械能守恒。1.如圖為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。現(xiàn)有的器材為:帶鐵夾的鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平?；卮鹣铝袉栴}:(1

2、)(雙選)為完成此實(shí)驗(yàn),除了所給的器材,還需要的器材有AD。(填入正確選項(xiàng)前的字母)A.米尺B.停表C.012V的直流電源D.012V的交流電源(2)實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因有紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有摩擦紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有摩擦;用米尺測量用米尺測量紙帶上點(diǎn)的位置時(shí)讀數(shù)有誤差紙帶上點(diǎn)的位置時(shí)讀數(shù)有誤差;計(jì)算勢能變化時(shí)計(jì)算勢能變化時(shí),選取的始、末兩點(diǎn)距離過選取的始、末兩點(diǎn)距離過近近;交流電頻率不穩(wěn)定等交流電頻率不穩(wěn)定等。(寫出兩個(gè)原因)答案答案(1)AD(2)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有摩擦;用米尺測量紙帶上點(diǎn)的位置時(shí)讀數(shù)有誤差;計(jì)算勢能變化時(shí),選取的始、末兩點(diǎn)距離過近;交流電頻率不穩(wěn)定等。解析解析(1)

3、用米尺測量紙帶上各點(diǎn)間的距離,A正確;本實(shí)驗(yàn)中用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器作為計(jì)時(shí)工具所以不需要停表,B錯(cuò)誤;打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源為交流電源,所以C錯(cuò)誤,D正確。(2)此實(shí)驗(yàn)主要誤差來源有兩方面:摩擦阻力;測量誤差。2.利用如圖所示裝置進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)時(shí),需要測量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h,某班同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶,設(shè)計(jì)了以下四種測量方案。A.用刻度尺測出物體下落高度h,并測出下落時(shí)間t,通過v=gt計(jì)算出瞬時(shí)速度vB.用刻度尺測出物體下落的高度h,并通過v=計(jì)算出瞬時(shí)速度2ghC.根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度,測算出瞬時(shí)

4、速度,并通過h=計(jì)算出高度hD.用刻度尺測出物體下落的高度h,根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度,測算出瞬時(shí)速度v以上方案中只有一種最合理,最合理的是D。(填入上述相應(yīng)的字母)22vg答案答案D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看做g,只能把它當(dāng)做未知的定值,所以正確方案只有D項(xiàng)。深化拓展深化拓展考點(diǎn)考點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)與數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)與數(shù)據(jù)處理深化拓展深化拓展考點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)與數(shù)據(jù)處理考點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)與數(shù)據(jù)處理1.注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要豎直:安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)要豎直架穩(wěn),使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)以減小摩擦

5、阻力。(2)重物密度要大:應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小、密度大的重物。(3)一先一后:應(yīng)先接通電源,讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后,再松開紙帶讓重物下落。(4)測長度,算速度:某時(shí)刻的瞬時(shí)速度的計(jì)算應(yīng)用vn=,不能用vn=或vn=gt來計(jì)算。112nnddT2ngd2.數(shù)據(jù)處理的方法數(shù)據(jù)處理的方法方法一:用mv2=mgh驗(yàn)證時(shí),利用起始點(diǎn)和第n點(diǎn)計(jì)算。如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的條件下,mghn和m相等,則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。方法二:用m-m=mgh驗(yàn)證時(shí),任取兩點(diǎn)計(jì)算(1)任取兩點(diǎn)A、B測出hAB,算出mghAB。(2)算出m-m的值。(3)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的條件下,若mghAB=m-m成立,則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律

6、。方法三:圖像法,從紙帶上選取多個(gè)點(diǎn),測量每一點(diǎn)到初始點(diǎn)的高度h,并12122nv122Bv122Av122Bv122Av122Bv122Av計(jì)算各點(diǎn)速度的平方v2,然后以v2為縱軸,以h為橫軸,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出v2-h圖線,若在誤差允許的范圍內(nèi)圖線是一條過原點(diǎn)且斜率為g的直線,則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。12121-1某實(shí)驗(yàn)小組在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中,提出了如圖所示的甲、乙兩種方案:甲方案用自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),乙方案用小車在斜面上下滑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(1)組內(nèi)同學(xué)對(duì)兩種方案進(jìn)行了深入的討論分析,最終確定了一個(gè)大家認(rèn)為誤差相對(duì)較小的方案,你認(rèn)為該小組選擇的方案是甲甲,理由是采用圖乙實(shí)驗(yàn)時(shí)采用

7、圖乙實(shí)驗(yàn)時(shí),由于小車與斜面間存在摩擦力的作用由于小車與斜面間存在摩擦力的作用,且不能忽略且不能忽略,故故圖乙的誤差較大圖乙的誤差較大。丁(2)若該小組采用圖甲的裝置打出了一條紙帶如圖丙所示,相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.02s,請(qǐng)根據(jù)紙帶計(jì)算出打B點(diǎn)時(shí)紙帶的速度大小為1.37m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。(3)該小組同學(xué)根據(jù)紙帶算出了相應(yīng)點(diǎn)的速度,作出v2-h圖線如圖丁所示,請(qǐng)根據(jù)圖線計(jì)算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。答案答案(1)甲采用圖乙實(shí)驗(yàn)時(shí),由于小車與斜面間存在摩擦力的作用,且不能忽略,故圖乙的誤差較大(2)1.37(3)9.809.90均可解析解析(

8、2)vB=m/s=1.37m/s。(3)如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的條件下,mghn和m相等,則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。則有v2=2gh,所以g=k,k為圖線的斜率,可求得g。2(12.406.93)100.04122nv121-2(2017北京東城期末,14)某同學(xué)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。圖1(1)他進(jìn)行了如下操作,其中沒有必要進(jìn)行的步驟是C,操作不當(dāng)?shù)牟襟E是B。A.按照?qǐng)D示的裝置安裝器材B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到學(xué)生電源的“直流輸出”上C.用天平測出重錘的質(zhì)量D.先接通電源,后釋放紙帶(2)安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶,如圖2所示。在紙帶上選取三個(gè)連

9、續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C,測得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。設(shè)重錘質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T。為了驗(yàn)證此實(shí)驗(yàn)過程中機(jī)械能是否守恒,需要計(jì)算出從打點(diǎn)O到打點(diǎn)B的過程中,重錘重力勢能的減少量Ep mghB ,動(dòng)能的增加量Ekm()2(用題中所給字母表示)。122CAhhT圖2(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,重錘重力勢能的減少量大于動(dòng)能的增加量,關(guān)于這個(gè)誤差下列說法正確的是C。A.該誤差屬于偶然誤差,主要由于存在空氣阻力和摩擦阻力引起的B.該誤差屬于偶然誤差,主要由于沒有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法造成的C.該誤差屬于系統(tǒng)誤差,主要由于存在空氣阻力和摩擦阻力引起的D.該誤差屬于系統(tǒng)誤差,主要由于沒有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法造成的答案答案(1)CB(2)mghBm()2(3)C122CAhhT解析解析(1)由機(jī)械能守恒守恒定律有mgh=mv2,可知質(zhì)量m可以約去,所以不需要用天平測量重錘質(zhì)量,沒有必要進(jìn)行的步驟是C;打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源,操作不當(dāng)?shù)牟襟E是B。(2)重力勢能的減少量Ep=mghB,動(dòng)能的增加量Ek=m=m()2;(3)造成重錘重力勢能的減少量大于動(dòng)能的增加量的原因主要是由于存在空氣阻力和摩擦阻力,這種誤差屬于系統(tǒng)誤差,故選C。12122Bv122CAhhT