高考物理復(fù)習(xí) 高效學(xué)習(xí)方略 實驗6 驗證機械能守恒定律課件

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1、一、實驗?zāi)康尿炞C機械能守恒定律三、實驗器材鐵架臺、夾子、打點計時器、學(xué)生電源、紙帶及復(fù)寫紙片、毫米刻度尺、重物(可用鉤碼代替)、導(dǎo)線四、實驗步驟1安裝置：按圖將檢查、調(diào)整好的打點計時器豎直固定在鐵架臺上，接好電路2打紙帶：將紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點計時器的限位孔，用手提著紙帶，使重物靜止在靠近打點計時器的地方先接通電源，后松開紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落更換紙帶，重復(fù)做35次實驗五、注意事項1打點計時器要穩(wěn)定地固定在鐵架臺上，打點計時器平面與紙帶限位孔調(diào)整在豎直方向，以減小摩擦阻力2應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物，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，使空氣阻力

2、減小3實驗中，需保持提紙帶的手不動，且保證紙帶豎直，待接通電源、打點計時器工作穩(wěn)定后，再松開紙帶4測下落高度時，要從第1個打點測起，并且各點對應(yīng)的下落高度要一次測量完六、誤差分析1本實驗中因重物和紙帶在下落過程中要克服各種阻力(空氣阻力、打點計時器的阻力)做功，故動能的增加量Ek稍小于重力勢能的減少量Ep，即EkEp，這屬于系統(tǒng)誤差改進的辦法是調(diào)整器材的安裝，盡可能地減小阻力2本實驗的另一個誤差來源于長度的測量，屬偶然誤差減小誤差的辦法是測下落距離時都從0點量起，將各打點對應(yīng)的下落高度一次測量完；或者通過多次測量取平均值來減小誤差七、實驗改進1物體的速度可以用光電計時器測量，以減小由于測量和計

3、算帶來的誤差2整個實驗裝置可以放在真空的環(huán)境中操作，如用牛頓管和頻閃照相進行驗證，以消除由于空氣阻力作用而帶來的誤差3可以利用氣墊導(dǎo)軌來設(shè)計該實驗，以減小由于摩擦帶來的誤差要點一實驗器材、誤差分析【例1】(2010全國新課標理綜)如圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平回答下列問題： (1)為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有_(填選項前的字母) A米尺B秒表 C012 V的直流電源 D012 V的交流電源 (2)實驗中誤差產(chǎn)生的原因有_ _.(寫出兩個原因)解析(1)打點計時器需要交流電源，測量高度h和紙帶上計數(shù)點

4、之間的距離需要米尺所以選A、D.(2)此實驗主要誤差來源有兩方面：摩擦阻力；測量誤差【答案】(1)AD(2)紙帶和打點計時器之間有摩擦；用米尺測量紙帶上點的位置時讀數(shù)有誤差要點二實驗數(shù)據(jù)處理【例2】(2011海南物理)現(xiàn)要通過實驗驗證機械能守恒定律實驗裝置如圖甲所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌； 導(dǎo)軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點有一光電門，可以測試遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間t，用d表示A點到導(dǎo)軌低端C點的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，x表示A、B兩點的距離，將遮

5、光片通過光電門的平均速度看做滑塊通過B點時的瞬時速度用g表示重力加速度完成下列填空和作圖12345x(m)0.6000.8001.0001.2001.400t(s)8.227.176.445.855.431/t2(104s2)1.481.952.412.923.39(2)第1和第5個數(shù)據(jù)點及所作直線見下圖直線的斜率約為k2.36104 m1s2. 1下列關(guān)于“驗證機械能守恒定律”實驗的實驗誤差的說法中，正確的是() A重錘質(zhì)量的稱量不準會造成較大誤差 B重錘質(zhì)量選用得大些，有利于減小誤差 C重錘質(zhì)量選用得較小些，有利于減小誤差 D先釋放紙帶后接通電源會造成較大誤差2在利用重錘自由下落來驗證機械

6、能守恒定律的實驗中，產(chǎn)生誤差的主要原因是()A重錘下落的高度大于測量值B重錘下落的高度小于測量值C重錘實際末速度v大于gt(g為重力加速度，t為下落時間)D重錘實際末速度v小于gt解析D重錘下落的實際高度與測量值之間肯定存在誤差，但到底是大于還是小于測量值不一定，所以A、B錯；由于紙帶與限位孔之間的摩擦及空氣阻力的存在，重錘下落過程中加速度小于g，實際末速度要小于gt，故D對，C錯 3關(guān)于“驗證機械能守恒定律”的實驗中，以下說法正確的是() A實驗中摩擦是不可避免的，因此紙帶越短越好，因為紙帶越短，克服摩擦力做的功就越小，誤差就越小 B稱出重物的質(zhì)量，是不可缺少的步驟 C紙帶上第1、2兩點間距

7、若不接近2 mm，無論怎樣處理實驗數(shù)據(jù)，實驗誤差一定較大 D處理打完點的紙帶時，可以直接利用打點計時器打出的實際點跡，而不必采用“計數(shù)點”的方法4(2010安徽理綜)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v和下落高度h.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：d用刻度尺測出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v.以上方案中只有一種正確，正確的是_(填入相應(yīng)的字母)解析d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g，只能把它當做未知的定值，所以正確

8、方案只有d項5(2011廣州模擬)在研究彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關(guān)系的實驗中，彈簧長度的改變量可以利用刻度尺直接測量得到，而彈性勢能的大小只能通過物理原理來間接測量現(xiàn)有兩組同學(xué)分別按圖甲(讓鋼球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使鋼球沿水平方向射出桌面)和圖乙(讓滑塊向左壓縮彈簧一段距離后由靜上釋放，使滑塊在氣墊導(dǎo)軌上向右運動，通過相應(yīng)的測量儀器可以測出滑塊脫離彈簧后的速度)兩組不同的測量方案進行測量 請寫出圖甲方案中彈性勢能與小球質(zhì)量及圖中各量之間的關(guān)系Ep_；圖乙方案中除了從儀器上得到滑塊脫離彈簧后的速度外還要直接測量的量為_；兩種方案的共同點都是將彈性勢能的測量轉(zhuǎn)化為對_能的測量

9、 6在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，使質(zhì)量為m1.00 kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，選取一條符合實驗要求的紙帶如圖所示，O為第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取連續(xù)點中的三個點已知打點計時器每隔0.02 s打一個點，當?shù)氐闹亓铀俣葹間9.80 m/s2，那么： (1)根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點到_點來驗證機械能守恒定律 (2)從O點到(1)問中所取的點，重物重力勢能的減少量Ep_J，動能增加量Ek_J(結(jié)果取3位有效數(shù)字)【答案】(1)B(2)1.881.86(3)A 7利用如圖所示的裝置驗證機械能守恒定律圖中AB是固定的光滑斜面，斜面的傾角為3

10、0，1和2是固定在斜面上適當位置的兩個光電門，當光電門中有物體通過時與它們連接的光電計時器(都沒有畫出)能夠顯示擋光時間讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00102 s、2.00102 s已知滑塊質(zhì)量為2.00 kg，滑塊沿斜面方向的長度為5.00 cm，光電門1和2之間的距離為0.54 m，g9.80 m/s2，取滑塊經(jīng)過光電門時的速度為其平均速度 (1)滑塊通過光電門1時的速度v1_m/s，通過光電門2時的速度v2_m/s. (2)滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為_J，重力勢能的減少量為_J.【答案】(1)12.5(2)5.255.292