高考物理一輪總復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)六：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課件.ppt

實(shí)驗(yàn)六 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 故只需借助打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 通過(guò)紙帶測(cè)出重物某時(shí)刻的下落高度 h和該時(shí)刻的瞬時(shí)速度v 即可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒 測(cè)定第n點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方法 測(cè)出第n點(diǎn)相鄰的前 后 圖s6 13 實(shí)驗(yàn)器材 鐵架臺(tái) 帶鐵夾 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 重錘 帶紙帶夾子 紙帶若干 復(fù)寫(xiě)紙片 導(dǎo)線 直尺和學(xué)生電源 4 實(shí)驗(yàn)步驟 圖s6 2 1 按圖s6 2把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)上 用導(dǎo)線把打 點(diǎn)計(jì)時(shí)器與學(xué)生電源連接好 2 把紙帶的一端用夾子固定在重錘上 另一端穿過(guò)計(jì)時(shí)器限位孔 用手豎直提起紙帶使重錘?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近 3 先接通電源 然后松手讓重錘帶著紙帶自由下落 4 重復(fù)幾次 得到3 5條打好點(diǎn)的紙帶 5 在打好點(diǎn)的紙帶中挑選點(diǎn)跡清晰的一條紙帶 在起點(diǎn)標(biāo)上o 以后各點(diǎn)依次標(biāo)上1 2 3 4 用刻度尺測(cè)出對(duì)應(yīng)的下落高度h1 h2 h3 h4 行比較 5 注意事項(xiàng) 1 實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的安裝 兩紙帶限位孔必須在同一豎 直線上 以減小摩擦阻力 2 實(shí)驗(yàn)時(shí) 必須先接通電源 讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作正常后才 松手讓重錘下落 3 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必須接交流電源 4 重錘應(yīng)選質(zhì)量較大的 從而使重力遠(yuǎn)大于下落過(guò)程中所 受的阻力 減小實(shí)驗(yàn)誤差 5 選用紙帶時(shí)應(yīng)盡量挑第一 二點(diǎn)間距離接近2mm的紙 帶 6 計(jì)算下落高度時(shí) 都必須從起始點(diǎn)算起 不能搞錯(cuò) 為了減小測(cè)量h的相對(duì)誤差 選取的各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)遠(yuǎn)一些 但紙帶也不宜過(guò)長(zhǎng) 有效長(zhǎng)度可在60 80cm內(nèi) 7 因?yàn)閷?shí)驗(yàn)要求第一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)重錘開(kāi)始下落的時(shí)刻 這就要盡量使該點(diǎn)是清晰小點(diǎn) 為此提起紙帶的手要保持不動(dòng) 待接通電源 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后再松開(kāi)紙帶 跟蹤訓(xùn)練 1 2010年新課標(biāo)卷 圖s6 3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 回答下列問(wèn)題 ad 1 為完成此實(shí)驗(yàn) 除了所給的器材 還需要的器材有 填入正確選項(xiàng)前的字母 a 米尺 b 秒表 c 0 12v的直流電源 d 0 12v的交流電源 2 實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因有 寫(xiě)出兩個(gè)原因 圖s6 3 紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有摩擦 用米尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)的位 置時(shí)讀數(shù)有誤差 2 2010年廣州二模 用如圖s6 4所示的裝置做 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn) 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為t 重錘的質(zhì)量為m 重力加速度為g 圖s6 4 1 完成下面部分實(shí)驗(yàn)步驟的相關(guān)內(nèi)容 a 按圖示的裝置安裝器件 b 將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到 填 直流 或 交流 電源上 c 先 再 讓重錘拖著紙帶從高處自由下落 d 2 圖s6 5是實(shí)驗(yàn)打出的紙帶 o是速度為零的點(diǎn) a b c是從合適位置選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn) 其他點(diǎn)未畫(huà)出 量得 d1 d2 d3 取圖中o和 填 a b 或 c 點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律比較簡(jiǎn)捷方便 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下該點(diǎn)時(shí)重錘的動(dòng) 能ek 圖s6 5 解析 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接低壓交流電源 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器剛接通電源時(shí)打點(diǎn)還不穩(wěn)定 所以操作時(shí) 先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源再釋放紙帶 從圖上數(shù)據(jù)來(lái)看b點(diǎn)的瞬時(shí)速度可求 所以取ob 答案 1 交流接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源釋放紙帶 題型1實(shí)驗(yàn)原理和操作 例1 關(guān)于 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn) 下面列出一 些實(shí)驗(yàn)步驟 a 用天平稱出重物和夾子的質(zhì)量b 將重物系在夾子上 c 將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 上端用手提著 下端夾在系有重物的夾子上 再把紙帶向上拉 讓夾子靜止靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處 d 把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在學(xué)生電源的交流輸出端 把輸出電 壓調(diào)至6v 電源暫不接通 e 把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用鐵夾固定到放在桌邊的鐵架臺(tái)上 使 兩個(gè)限位孔在同一豎直線上 f 在紙帶上選取幾個(gè)點(diǎn) 進(jìn)行測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)g 用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間 h 接通電源 待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后釋放紙帶i 切斷電源 j 更換紙帶 重新進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn) k 在三條紙帶中選出較好的一條 l 進(jìn)行計(jì)算 得出結(jié)論 完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告 m 拆下導(dǎo)線 整理器材 對(duì)于本實(shí)驗(yàn)的以上步驟中 不必要的有 正確步驟的合理順序是 填寫(xiě)代表字母 備考策略 高考中也經(jīng)常出現(xiàn)對(duì)該實(shí)驗(yàn)的基本原理和步驟的考查 熟悉本實(shí)驗(yàn)的原理和操作步驟是解題的關(guān)鍵 這里要注意的是 實(shí)驗(yàn)中不能將物體下落的加速度當(dāng)做本地加速度 ag edbchijmkfl 觸類旁通 1 2012年廣東六校聯(lián)考 在 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn) 時(shí) 關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的敘述中 正確的有 a 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝時(shí)要使兩限位孔位于同一豎直線上并安裝穩(wěn)定 以減小紙帶下落過(guò)程中的阻力b 需用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量c 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用四節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組作為電源d 用手豎直提起紙帶 先閉合打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源開(kāi)關(guān) 然后釋放重錘 ad 同學(xué)的計(jì)算方法更符合實(shí)驗(yàn)要求 重力加速度g的數(shù)值 甲同學(xué)用9 8m s2代入 乙同學(xué)用通過(guò)對(duì)紙帶分析計(jì)算出重錘下落的實(shí)際加速度代入 丙同學(xué)用當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度代入 其中 同學(xué)的做法是正確的 丙 乙 題型2紙帶數(shù)據(jù)的處理和誤差分析 例2 2010年湛江二模 在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中 質(zhì)量m 1 00kg的重物自由下落 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn) 如圖s6 6所示為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶 o為第一個(gè)點(diǎn) a b c為從合適位置開(kāi)始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn) 其他點(diǎn)未畫(huà)出 已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0 02s打一次點(diǎn) 當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 9 80m s2 那么 1 紙帶的 填 左 或 右 端與重物相連 2 根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù) 應(yīng)取圖中o點(diǎn)和 點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證 機(jī)械能守恒定律 3 從o點(diǎn)到所取點(diǎn) 重物重力勢(shì)能減少量 ep j 動(dòng)能增加量 ek j 結(jié)果取三位有效數(shù)字 4 實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是 圖s6 6 解析 1 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律是利用自由落體運(yùn)動(dòng) 紙帶做勻加速運(yùn)動(dòng) 點(diǎn)間距離越來(lái)越大 所以重物在紙帶的左端 2 從圖上數(shù)據(jù)來(lái)看b點(diǎn)的瞬時(shí)速度可求 所以取ob段來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 4 從數(shù)據(jù)看 ep ek 所以實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi) 機(jī)械能守恒 答案 1 左 2 b 3 1 881 84 4 在誤差允許的范圍內(nèi)機(jī)械能守恒 備考策略 這里處理數(shù)據(jù) 要求掌握求瞬時(shí)速度的方法 即等于該點(diǎn) 是這一段的中點(diǎn)時(shí)刻 所在這一段的平均速度 對(duì)于產(chǎn)生誤差 要知道最主要的原因是 紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦 造成的 觸類旁通 2 2012年廣州調(diào)研 用如圖s6 7所示的裝置 驗(yàn)證機(jī)械 能守恒定律 d 1 下列物理量需要測(cè)量的是 通過(guò)計(jì)算得到的是 填寫(xiě)代號(hào) a 重錘質(zhì)量b 重力加速度 c 重錘下落的高度d 與下落高度對(duì)應(yīng)的重錘的瞬時(shí)速度 圖s6 7 c 圖s6 8 2 設(shè)重錘質(zhì)量為m 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為t 重力加速度為g 圖s6 8是實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶 a